امواج فروصوت و فراصوت ومحدوده شنوایی

اصواتی با بسامد‌های زیر به عنوان فرو صوت شناخته می‌شوند. در مقابل اصواتی با بسامد‌های بالاتر از به عنوان فراصوت نامیده می‌شوند. با این حال گوش انسان توان شنیدن چنین اصواتی را ندارد. برخی حیوانات توان شنیدن فروصوت و فراصوت را دارند.

کرگدن‌ها با اصواتی به بسامد با یکدیگر صحبت می‌کنند.

در حالی که خفّاش‌ها با اصوات شکار خود را شناسایی و جهت یابی می‌کنند.

در تصویر زیر محدوده بسامد صدای انسان، موش، خفّاش، فیل، پروانه و زلزله آمده‌است.

بسامد یک ویژگی فیزیکی صوت است زیرا به‌کمک لوازم الکترونیکی می‌توان آن را اندازه گرفت. در مقابل، بسامد در گوش ما به عنوان یک اثر کیفی است به طوری که با آن زیر و یا بمی صدا را تشخیص می‌دهیم. یک صدای خالص با بسامد کم به عنوان صدای بم و صدای دیگر با بسامد زیاد به عنوان صدای زیر شنیده می‌شود.
پیانو معمولاً صدای زیر درست می‌کند در حالی که طبل صدای بم تولید می‌کند.

اگر مایل باشید ارتباط نوسان گر و صوت بوجود آمده را بررسی کنید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

اگر مایل باشید با چند روش تولید صدا و چند وسیله موسیقی آشنا شوید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

 

  اصواتی با بسامد‌های زیر به عنوان فرو صوت شناخته می‌شوند. در مقابل اصواتی با بسامد‌های بالاتر از به عنوان فراصوت نامیده می‌شوند. با این حال گوش انسان توان شنیدن چنین اصواتی را ندارد. برخی حیوانات توان شنیدن فروصوت و فراصوت را دارند.
کرگدن‌ها با اصواتی به بسامد با یکدیگر صحبت می‌کنند.
در حالی که خفّاش‌ها با اصوات شکار خود را شناسایی و جهت یابی می‌کنند.
در تصویر زیر محدوده بسامد صدای انسان، موش، خفّاش، فیل، پروانه و زلزله آمده‌است.
بسامد یک ویژگی فیزیکی صوت است زیرا به‌کمک لوازم الکترونیکی می‌توان آن را اندازه گرفت. در مقابل، بسامد در گوش ما به عنوان یک اثر کیفی است به طوری که با آن زیر و یا بمی صدا را تشخیص می‌دهیم. یک صدای خالص با بسامد کم به عنوان صدای بم و صدای دیگر با بسامد زیاد به عنوان صدای زیر شنیده می‌شود.
پیانو معمولاً صدای زیر درست می‌کند در حالی که طبل صدای بم تولید می‌کند.
چه حيواناتي قادر به شنيدن امواج فراصوت و فروصوتهستند؟حيوانات از از صوتها چه استفاده هايي مي كنند؟
فرو صوت :
برخي حيوانات نيزاز قبيل فيلها ؛ نهنگها ،دلفين‌ها و خفاش‌ها از اين اصوات براي برقراري ارتباطات راه دور استفاده مي کنند.
 فراصوتهاموشها : وقتى حرف آواز خواندنبه ميان مى آيد معمولاً آواز پرندگان، نهنگ ها و آدم ها بيش از همه جلب توجه مىكند. اما پژوهش جديدى نشان مى دهد كه موش ها را هم بايستى در همان حد و اندازه هابه اين فهرست افزود. اكنون مدتى است كه پژوهشگران مى دانند موش هاى نر هنگامى كه بانشانه هايى از موش هاى ماده در نزديكى خود مواجه مى شوند، آواهاى فراصوتى از خود سرمى دهند.تيموتى هولى ( Holy. T) زيست شناس و زونگ شنگ گيو (.Guo Z) برنامه سازكامپيوترى، هر دو از دانشگاه پزشكى دانشگاه واشينگتن در سنت لوئيس، براى نخستين باراين آوازها را با جزئياتشان مورد بررسى قرار دادند و موفق به كشف شگفت انگيزىشدند.اگرچه آوازهاى فراصوت موش ها براى گوش انسان قابل شنيدن نيست اما اينپژوهشگران با ضبط و سپس پائين آوردن ارتفاع صوت آواها تا چندين اكتاو توانستند پيچيدگى واقعى آنها را بشنوند.اين آواها از دو ويژگى مهم آوازها برخوردارند كهعبارتند از انواع چندگانه سيلاب ها و يك الگوى زمانمند منظم. علاوه بر اين هر موشآوازهاى مخصوص به خود دارد كه در مقايسه با آواهاى ساده حشرات و دوزيستان بسيارپيچيده ترند. اكنون فقط اين مانده كه ببينيم آيا اين آواها براى برقرارى ارتباط بينموش ها به كار گرفته مى شود يا خير.

مطالب تکميلي از صوت و قدرت شنوايي انسانها:

 محدوده فركانس قابل شنيدن براي انسان 20 تا 20000 هرتز ميباشد. محدوده فركانس گفتاري نيز مابين 300 تا 4000 هرتز است. اما گوش انسان نسبت به اصواتبا فركانسهاي 1000 تا 4000 هرتز حساسيت بيشتري دارد. به فركانس صوتي پايين تر از 20هرتز فروصوت و به فركانس هاي صوتي بالاتر از 20 هزارهرتز فراصوت اطلاق ميگردد. بااينكه فراصوت و فروصوت توسط انسان قابل شنيدن نمي باشند، اما فردي كه در معرض آنهاقرار مي گيرد دچار احساس سرگيجه، تهوع و سردرد ميگردد. اصوات به انواع دايمي وپيوسته (بلندي ثابت است مثل صداي سيستم تهويه هوا)، نوساني (بلندي و يا فركانس متغييراست مثل آژير)، منقطع (مثل زنگ تلفن) و انفجاري (مثل شليك گلوله) تقسيم بنديميگردند. سرعت صوت در هوا 345 متر در ثانيه، در آب 1500 متر در ثانيه و در فلزات 5000 متر در ثانيه ميباشد. سرعت صوت در هواي خشك از طريق فرمول V=331+0.6T محاسبهميگردد، كه در آن T حرارت به سانتي گراد ميباشد. هر قدر رطوبت هوا بيشتر باشد سرعتصوت نيز بيشتر است. كاهش قدرت شنوايي با عدم توانايي در تشخيص فركانسهاي بالا(صدايزنان و كودكان) آغاز ميشود. همچنين اين عارضه باعث نامفهوم گشتن اصوات نيز ميگردد. به همين خاطر چنانچه فركانسهاي بالا شنيده هم گردند، باز فرد ممكن است قادر به درك صحيح آنها نباشد. شدت و بلندي صدا با مقياس دسي بل(DECIBEL) اندازه گيريميشود. شدت صوت به بزرگي نوسانات در فشارهوا كه توسط امواج صوتي ايجاد ميگردند،اطلاق ميگردد. پايين ترين حد آن 0 دسي بل است كه آستانه شنوايي ناميده ميگردد. مقياس دسي بل لگاريتمي مي باشد. بطوري كه با افزايش هر 10 دسي بل، شدت سر و صدا 10برابر ميگردد. ادراك بلندي صدا نيز در انسان لگاريتمي است بطوري كه به ازاي هر 10دسي بل افزايش شدت، ادراك بلندي صدا نيز دو برابر ميگردد. بنابراين شدت 80 دسي بليك ميليون بار شديد تر از 20 دسي بل بوده و 64 بار بلندتر ميباشد. درغياب هرگونه شيبازتابنده، سطح موثر دسي بل به ميزان 6 دسي بل به ازاي 2 برابر شدن فاصله، كاهش مييابد. براي مثال شدت صداي 100 دسي بل در فاصله 10 متري، در فاصله 20 متري به 94 دسيبل و در فاصله 40 متري به 88 دسي بل كاهش مي يابد. به ازاي هر 3 دسي بل افزايش شدتصوت، ميزان فشاري كه به پرده صماخ گوش وارد ميشود، 2 برابر ميگردد. دو فاكتور شدتصوت و طول مدت قرارگيري در معرض منبع صدا در آسيب به شنوايي انسان موثر ميباشند. شدت صوت به ازاي دو برابر شدن فاصله از منبع صوت به ميزان 6 دسي بل كاهش مييايد.