بازتابش ، شکست و پراش فيزيک امواج صوتي عينا مانند بازتاب ، شکست و پراش نور صورت ميگيرد. زيرا آثار امواج نوري از بسياري جهات شباهت به آثار امواج صوتي دارند و تنها فرق موجود اين است که طول موج فيزيک امواج نوراني نسبت به طول موج فيزيک امواج صوتي بسيار کوچک ميباشد. ولي قوانين هندسي آنها کاملا با هم شباهت دارد.
وقتي که بين منبع صوت و گوش مانعي قرار دهيم بر حسب بزرگي و کوچکي مانع نسبت به طول موج ، ممکن است آثار مختلف پيدا شود. اگر فيزيک امواج صوتي به جدار محکمي که در آن سوراخي تعبيه شده است برخورد کنند، قسمتي از فيزيک امواج که به سطح ديواره برخورد ميکنند منعکس ميگردند و قسمت ديگر که به لبه جداره و يا به لبه سوراخ برخورد ميکنند ممکن است پراشيده شوند.

مشاهده پديده تفرق در زندگي روزمره

پديده تفرق فيزيک امواج صوتي در مشاهدات روزانه ما زياد است. مثلا وقتي اشخاص در مقابل دهنه بوقي شکل بلندگو واقع ميشوند، آنهايي که در وسط و در نزديکي محور قرار دارند، تمام صداها را ميشنوند، ولي آنهايي که در اطراف محور و خارج از ميدان بوق شده‌اند فقط آن کلمات و با قسمتي از موزيک را ميشنوند که با صداي بم ادا نشده باشد. همچنين وقتي دو نفر در اطاقي مکالمه ميکنند اگر در ديوار مشترک با اطاق مجاور ، سوراخ کوچکي باشد ممکن است صداي آنها را در اتاق مجاور تشخيص داد. در صورتيکه اگر درب همان دو اطاق باز باشد آنکه در همسايگي واقع است ممکن است درست صداي مکالمه در همان اطاق مجاور را بخوبي و مانند سابق نشنود.
همين طور وقتي که در سينما يا تياتر پشت سر شخص چاق يا قد بلندي بنشينم ، به گونه‌اي که مشاهده صحنه براي ما مقدور نباشد باز صداي آرتيستها را ميشنويم. فيزيک امواج صوتي که به بدن آن شخص ميرسند قسمتي جذب شده و قسمتي منعکس ميگردند و قسمتي که به حدود اطراف بدن او برخورد ميکنند، به واسطه پديده پراش در پشت سر او در هر نقطه که گوش ما قرار گيرد قابل شنيدن مي باشند.

يک آزمايش ساده

قطعه‌اي از نمد را که تقريبا به مساحت يک متر مربع باشد اختيار کنيد و در وسط آن سوراخي به قطر 15 سانتي متر ايجاد نماييد. اگر يک فرفره آلماني (نوعي فرفره است که در جدار آن چند سوراخ وجود دارد، وقتي که ميچرخد، توليد صدا ميکند) را در فاصله 30 سانتي متري از سوراخ بچرخانيم در هر جايي که در پشت نمد قرار گيريم صداي آن به آهستگي و به طور يکنواخت شنيده ميشود. و اگر خود را در مقابل سوراخ طوري قرار دهيم که فرفره را با چشم خود ببينيم، صداي آن از وقتي که خود را در جاي ديگر قرار دهيم بلندتر شنيده نمي شود. تنها وقتي در ناحيه پشت قطعه نمد صداي قويتر شنيده ميشود که نمد را از ميان برداريم و اين مطلب براي اين است که در صورت اخير انرژي صوتي بيشتري در گوش ما داخل ميشود.
اگر بجاي فرفره ، يک ساعت جيبي قرار دهيم (طول موج امواجي که ساعتها توليد ميکنند از يک الي هشت سانتي متر تغيير ميکند) در اين حالت براي اينکه صداي تيک تيک آن را در پشت قطعه نمد بشنويم بايد خود را در روي محور قرار دهيم، به گونه‌اي که ساعت از پشت نمد قابل رويت باشد. وقتي که اين شرط حاصل شد‌، صداي آن عينا مانند وقتي شنيده ميشود که نمد وجود نداشته باشد و چون در خارج محور واقع باشيم صداي ساعت تقريبا ديگر شنيده نمي شود.

شرايط پراش

- فرض کنيد فيزيک امواج صوتي به سطح ديواري که سوراخي در آن تعبيه شده است، برخورد ميکنند. امواج صوتي را با طول موج معيني در نظر ميگيريم. هرگاه طول موج نسبت به قطر سوراخ بزرگ باشد، چون طبقه متراکم (موج) به ديوار برسد، قسمت کوچکي از آن که از سوراخ عبور ميکند خود مانند مرکز صوت شد. و با آن طرف جدار طبقات کروي متراکم و منبسط ، پشت سر هم بمرکز سوراخ درست ميشوند. نتيجه اينکه در پشت مانع در همه جا صدا وجود خواهد داشت.
- برعکس اگر طول موج نسبت به قطر سوراخ کوچک باشد ، فيزيک امواج در حين عبور از سوراخ عينا به همان حالت باقي ميمانند. بديهي است که در اين حالت قسمتي از موج تابشي که با ديوار برخورد ميکند، خود به خود حذف ميگردد، و فقط قسمت مواجه با سوراخ از آن عبور مي کند.
- بنابراين در حالت اول ، در هر نقطه از پشت جدار که واقع باشيم، صداي منبع آهسته‌تر ولي به يک اندازه شنيده مي شود، در صورتي که در حالت دوم ، فقط اگر در ناحيه مقابل سوراخ باشيم صداي منبع را به خوبي ميشنويم و در خارج آن صداي منبع مسموع نيست. علت اينکه در حالت اول صدا آهسته‌تر شنيده ميشود، آنست که انرژي صوتي که از سوراخ عبور ميکند روي سطح کروي توزيع شده و ضعيف ميگردد، در صورتي که در حالت دوم تمام مقدار انرژي صوتي که از سوراخ عبور ميکند روي فيزيک امواج با سطوح کوچک در پشت مانع متمرکز مي باشند.
منبع: http://atwis.com
/خ