الصوت المضاد اهتزاز صوتي يهتز بعكس الصوت المحيط تمامًا. اهتزازان في المكان نفسه يُجمعان معًا، فإذا كانا متعاكسين ألغى أحدهما الآخر إلى حد كبير. وسماعات إلغاء الضوضاء تقيس الصوت بميكروفون صغير، ثم تعكس الاهتزاز، ويُصدره مكبّر صوت صغير في داخلها إلى أذنك.
تتوفر أيضًا ترجمة بـالعربية, English, Français و Türkçe. اختر لغتك من رمز الترس في المشغّل، عند الترجمة.
تضع سماعات الرأس وتضغط على زر. لا تخرج منها موسيقى، ومع ذلك صار أهدأ مما كان قبل قليل. ما يفعله ذلك الزر هو أنه يُصدر صوتًا.
اهتزازان صوتيان في المكان نفسه يُجمعان معًا، لأن جسيم الهواء هناك لا يمكن أن يكون إلا في مكان واحد في الوقت نفسه. إن اهتزا معًا في الاتجاه نفسه كبرت السعة وصار الصوت أعلى. وإن اهتزا بعكس بعضهما تمامًا ألغى أحدهما الآخر. هذا هو الصوت المضاد. في هذا الفيديو ترى كيف تفعل ذلك سماعات إلغاء الضوضاء: ميكروفون صغير في الخارج يقيس الصوت الذي يصل إليك، والدائرة الإلكترونية تعكس ذلك الاهتزاز، ومكبّر صوت صغير في الداخل يُصدره. عند أذنك تبقى سعة صغيرة، وترى لماذا لا يختفي الصوت تمامًا أبدًا.
لطلاب المرحلة الثانوية، ضمن موضوع الصوت. في المنتصف سؤال ولحظة صمت: أوقف الفيديو هناك وفكّر بنفسك أولًا.
في هذا الفيديو
الشرح كاملًا مكتوبًا
الزر في سماعات الرأس
0:00تضع سماعات الرأس وتضغط على زر. لا تخرج منها موسيقى. ومع ذلك صار أهدأ مما كان قبل قليل. ما يفعله ذلك الزر هو أنه يُصدر صوتًا.
اهتزازان يُجمعان معًا
0:14اهتزازان صوتيان في المكان نفسه يُجمعان معًا. فجسيم الهواء هناك لا يمكن أن يكون إلا في مكان واحد في الوقت نفسه. إن اهتزا بتوافق، قوّى أحدهما الآخر: تكبر السعة، وهذا صوت أعلى. وإن اهتزا بتعاكس تام، أحدهما يصعد بينما الآخر ينزل، فإن أحدهما يلغي الآخر.
0:36ليست هذه حيلة في علو الصوت. يُضاف صوت، ويبقى أقل. دورك الآن. هنا اهتزاز صوتي. ماذا على مكبّر الصوت الصغير في السماعات أن يُصدر ليزيله؟
ماذا يحدث داخل السماعات
0:52الاهتزاز نفسه تمامًا، لكن بالعكس تمامًا. وهذا ما نسميه الصوت المضاد. على الجهة الخارجية لسماعات الرأس ميكروفون صغير يقيس ما يصل إليك. تعكس الإلكترونيات الاهتزاز وترسله إلى مكبّر الصوت الصغير في الداخل. عند أذنك يصل الصوت المحيط والصوت المضاد معًا، ومعًا تكون سعتهما صغيرة.
1:15والسعة الصغيرة تعني صوتًا خافتًا. لكنه لا يختفي تمامًا، فذلك يتطلب صوتًا مضادًا يطابق كل اهتزاز بدقة تامة.
الخلاصة
1:26أمران. أولًا: اهتزازان صوتيان في المكان نفسه يُجمعان معًا، وإن اهتزا بعكس بعضهما تمامًا ألغى أحدهما الآخر إلى حد كبير. ثانيًا: الصوت المضاد هو ذلك الاهتزاز المعكوس. ميكروفون يقيس الصوت المحيط، ومكبّر صوت يُصدر الاهتزاز المعكوس، وما يبقى عند أذنك سعته صغيرة.
السؤال
1:48سؤال واحد. لديك مصدرا صوت متطابقان يهتزان بعكس بعضهما تمامًا، ويقفان جنبًا إلى جنب. يضيف أحدهم زوجًا آخر مثلهما. هل يصبح الصوت أعلى؟
الجواب
2:01لا. كل زوج يلغي نفسه، فيمكنك أن تضيف منها ما شئت ولا يبقى شيء تقريبًا. إضافة صوت أكثر لا تعني تلقائيًا صوتًا أعلى. الأمر يتوقف على متى تصل تلك الاهتزازات.
الختام
2:15تعرف الآن لماذا يمكن لصوتين معًا أن يكونا أقل من أحدهما. على القناة فيديو مستقل عن مقدار الصوت الذي يحمله فرق بضعة ديسبل.
أسئلة شائعة
كيف تعمل سماعات إلغاء الضوضاء؟
في الخارج ميكروفون صغير يقيس الصوت الذي يصل إليك. تعكس الدائرة الإلكترونية ذلك الاهتزاز وترسله إلى مكبّر الصوت الصغير في الداخل. عند أذنك يصل الصوت المحيط وذلك الصوت المضاد معًا، ومعًا تكون سعتهما صغيرة. والسعة الصغيرة تعني صوتًا خافتًا.
ما هو الصوت المضاد؟
اهتزاز صوتي يهتز بعكس الصوت الذي تريد التخلص منه تمامًا: أحدهما يصعد بينما الآخر ينزل. في المكان نفسه يُجمع الاثنان معًا، فيلغي أحدهما الآخر إلى حد كبير.
لماذا لا يختفي الصوت تمامًا مع الصوت المضاد؟
لأن ذلك يتطلب صوتًا مضادًا يطابق كل اهتزاز بدقة تامة، بالحجم نفسه تمامًا وبالعكس تمامًا. وهذا لا ينجح كليًا أبدًا، فتبقى سعة صغيرة. يصبح الصوت أخفض، لكنه لا يختفي.
مصدرا صوت يهتزان بعكس بعضهما تمامًا. هل يصبح الصوت أعلى إذا أضفت زوجًا آخر مثلهما؟
لا. كل زوج يلغي نفسه، فيمكنك أن تضيف منها ما شئت ولا يبقى شيء تقريبًا. إضافة صوت أكثر لا تعني تلقائيًا صوتًا أعلى: الأمر يتوقف على متى تصل تلك الاهتزازات.
إضافة صوت أكثر لا تعني تلقائيًا صوتًا أعلى. الأمر يتوقف على متى تصل تلك الاهتزازات.
قناة Physics with Thomas تقدّم شروحًا في الفيزياء لطلاب المرحلة الثانوية. لا توجد كلمات على الشاشة، فما تراه يعمل بأي لغة.
في هذه السلسلة
الصوت والاهتزازما تسمعه ليس الهواء الخارج من فمه6:53
التردد والسعة وحدة الصوتالأعلى ليس الأحدّ5:57
الرنين والاهتزاز المرافقالأمر في التوقيت لا في القوة6:17
النغمة الأساسية والتوافقيات ونوعية الصوتالنغمة نفسها، صوت آخر6:06
حساب نغمة عمود الهواءf تساوي v على أربعة L3:15
الديسبل وعلو الصوتثمانون ديسبل ليست ضعف أربعين3:31
علو الصوت والمسافةضعف المسافة، أخفت بأربع مرات3:27
الصوت المضادصوت إضافي ومع ذلك أهدأ2:31
الأذن وعتبة السمعصفر ديسبل ليس صمتًا5:38
ضرر السمع وعتبة الخطرغياب الألم لا يعني الأمان6:23
نبذة عني
اسمي توماس سخورمانس، ولديّ شغف بالفيزياء وبفهم لماذا تعمل الأشياء بالطريقة التي تعمل بها. ما أريده هو أن يسأل الشباب أكثر: “لماذا هذا؟” و“كيف يعمل هذا؟”، وأن أعطيهم أدوات الفيزياء بطريقة سهلة ويمكن رؤيتها.
تخرّجت عام 2003 في الفيزياء التطبيقية من جامعة دلفت التقنية. بعدها عملت أكثر من عشرين عامًا خارج التعليم: أولًا في معهد TNO للأبحاث التطبيقية، ثم في مكتب تصميم، وأخيرًا مؤسسًا لـ Proportion Global، وأعمل من خلاله على قضايا الابتكار في أفريقيا وأمريكا اللاتينية وجنوب آسيا. هذا العمل أقرب إلى الفيزياء مما تظن: لا تبدأ من الحل، بل افهم أولًا ما الذي يجري، ثم جرّب، وأخطئ، ثم انظر من جديد.
منذ ٢٠٢٦ أدرّس الفيزياء في المرحلتين الإعدادية والثانوية، وبدأت درجة الماجستير في جامعة أمستردام للحصول على مؤهلي الكامل في التدريس. هناك تعلّمت أن انتباه طالب المرحلة الثانوية الحقيقي لمادة جديدة يدوم نحو سبع دقائق. ونقطة ضعفي أنا بالذات هي الإكثار من القصص الجانبية.
من هنا وُلدت الفكرة: فيديوهات تشرح موضوعًا واحدًا بوضوح وبالصورة، ضمن تلك الدقائق السبع. أصنعها لطلابي. ثم أنشرها للجميع، لأن الشرح الجيد يجب أن يكون في متناول كل من يحتاجه، أينما كنت وبأي لغة تفكر وتتكلم.