يمكن تعريف الموجات الصوتية على أنها اضطراب اهتزازي في وسط يحمل الطاقة من نقطة لأخرى دون وجود اتصال مباشر بينهما، ويمكن للكائن الحي الشعور بها عن طريق الأذن واستخدامها كوسيلة اتصال بينه وبين الكائنات الأخرى.
خصائص الموجات الصوتية
الطول الموجي
الطول الموجي هو الحد الأدنى للمسافة المتكررة فيها الموجات الصوتية، كما أن المسافة بين مراكز ضغطتين متتاليتين يساوي أيضا هذا الطول.
السعة
يتم استخدام سعة الموجات الصوتية في نفس حجمها، فعندما تمر تلك الموجات عبر وسط ما فإن جزيئات هذا الوسط تنحرف مؤقتا عن أماكنها الأصلية، وتعتبر السعة هي نفس سعة الجسم المهتز الناتج عنها.
الفترة الزمنية
تعرف تلك الفترة بالوقت اللازم لإنتاج موجة كاملة بواسطة اهتزاز كامل للجسم، ووحدة قياسها هي الثانية.
التردد
يعرف التردد بعدد الموجات الصوتية الناتجة في الثانية الواحدة، وبالتالي يمكن القول إن عدد الاهتزازات في الثانية الواحدة يسمى التردد الذي يقاس بوحدة قياس تسمى هيرتز.
سرعة الموجة
تسمى تلك السرعة بالمسافة التي تأخذها الموجة في الثانية الواحدة ووحدة قياسها هي المتر في الثانية.
أنواع الموجات الصوتية
تمثل الموجات المسموعة من قبل الإنسان الصوت المسموع عن طريق الأذن، ويمكن إحداث هذا الصوت بواسطة الأحبال الصوتية للبشر أو بعض الآلات كالآلات الموسيقية، ومن أهم أنواع تلك الموجات:
الموجات فوق السمعية
تزيد ترددات تلك الموجات عن 20 ألف هيرتز، وتتم خارج نطاق حاسة السمع، وهي ما زالت موضع الاهتمامات العلمية والصناعية، ولقد أصبح إنتاج موجات فوق صوتية ذات ترددات تزيد عن مليون هيرتز، كما أنها تنتقل على شكل أشعة ذات طاقة عالية بسبب قصر طولها.
الموجات دون السمعية
تقل ترددات تلك الموجات عن 20 هيرتز ولا تشعر به الأذن البشرية، وتعتبر الحركة الاهتزازية لطبقات القشرة الأرضية الناتجة عن بعض الظواهر الطبيعية كالزلازل والبراكين هي مصدر أساسي لها، وتستطيع الحيوانات سماع تلك الموجات والشعور بتلك الظواهر.
استخدامات الموجات الصوتية
يمكن أن تستخدم تلك الموجات في بعض الأمور ومن أهمها:
التواصل بين الكائنات الحية
الصوت هو المصدر الأساسي للتواصل، فبدون الصوت لن يسمع أو يتحدث الكائن الحي والتواصل إما يكون بالتحدث أو البكاء أو الصراخ، ويتم أيضا عبر مسافات واسعة وتنتقل بواسطته الرسائل الهامة بين الكائنات الحية.
الاستماع إلى الآخرين
لا يمكن تخيل الحياة بدون صوت من أجل الشعور بما حولنا، كما أن تلك الموجات يمكن من خلالها التحدث للآخرين والاستماع إليهم، وتترجم تلك الموجات والاهتزازات الصوتية على أنها كلمات أو أصوات أخرى.
استخدامها في مجال الطب
يمكن عن طريق تلك الموجات تفتيت حصوات الكلى وتصوير الجنين في الرحم، ومعرفة مدى إصابة المرأة الحامل بالعدوى في تلك الفترة، كما تساعد على إجراء جراحات المخ.
تستخدم الموجات الصوتية لمنع عمل خلايا البكتيريا، ويمكن من خلالها تعزيز نمو الخلايا عن طريق زراعة الأنسجة، وبالتالي سيكون ذلك أمرا مفيدا في علاج الأمراض وتسهيل الجراحة.
تمتاز أيضا بقدرتها على فحص كثافة العظام ومدى تعرضها للهشاشة، وكمية المعادن في أنسجتها، ولها دور كبير في قياس تدفق الدم إلى القلب وتستخدم في تصوير الأنسجة الرخوة وفحص الجلطات الدموية.
كما يمكن الكشف عن سرطان الثدي باستخدامها، حيث تكون أنسجته عالية الكثافة، ويمكن فحص تراكيب العين باستخدام تلك الموجات والتأكد من وجود إصابات في منطقة العين أو وجود أورام بها أو إعتام بعدستها
يسهل الكشف أيضا عن غدة البروستات وسرطان البروستاتا عن طريق تلك الموجات، وتستخدم في التنظير الداخلي من خلال أخذ خزعات من الكبد والثدي.
تنظيف بعض الأشياء
تستخدم أيضا في تنظيف بعض الأشياء مثل الزجاج والملابس والسيراميك والمجوهرات إلى جانب استخدام المياه والمنظفات الأخرى، حيث تساعد آلات الموجات فوق الصوتية على القضاء على الملوثات والجراثيم.
المساعدة في صناعة الأغذية
تساعد الموجات الصوتية على ذلك من خلال معالجتها وتعديل خصائصها وتنشيط الإنزيمات وإنبات المزروعات، كما أنها تساعد على التخلص من الحشرات الزراعية من المحاصيل.
الكشف عن أمراض رواد الفضاء
يصاب بعض رواد الفضاء ببعض المخاطر الصحية مثل آلام الظهر والتهاب الجيوب الأنفية والإجهاد وحصوات الكلى، وتعمل تلك الموجات على الكشف عن الآثار الجانبية الناتجة عن تلك المخاطر.