Sauti

Sauti hutoka kwenye chanzo, mfano ngoma.

Sauti (kutoka Kiarabu صوت saut) inamaanisha kile tunachosikia kwa masikio yetu.

Kifizikia sauti ni uenezaji wa mabadiliko ya densiti na shinikizo katika midia kama kiowevu, gesi au gimba manga kwa njia ya wimbisauti.

Mchakato wa kusikia sauti

Kwa mfano kama mtu anapiga makofi mikono yake inasukuma hewa na kuikandamiza kati ya makofi. Wakati wa kukutana kwa makofi molekuli zinasukumwa kando. Mwendo huu wa ghafla unabadilisha densiti ya hewa karibu na mikono. Hewa ni midia nyumbufu, yaani ikipigwa na nguvu fulani inabadilika hali yake lakini inataka kurudi katika hali yake ya awali. Tabia hii ya unyumbufu inaendeleza mabadiliko ya densiti na shinikizo ndani ya hewa kama mitetemo au wimbisauti. Kwa lugha nyingine tunasema "sauti inaenea".

Wakati mitetemo ya hewa iliyosababishwa na pigo la makofi inafikia katika sikio inaleta humo mtetemeko kwa kiwambo cha sikio ambacho ni ngozi inayotikiswa na mitetemo ya sauti. Neva ya sikio inabadilisha mwendo huu kwa mpwito wa umeme unaopelekwa kwenye sehemu husika ya ubongo. Kwa lugha nyingine "tunasikia sauti".

Nguvu ya mshtuko wa asili unaosababisha sauti inapungua katika mwendo wa uenezaji. Yaani nishati ya mshtuko wa kwanza inaendelea pande zote na kugusa molekuli nyingi zaidi kadiri inavyoenea mbali na chanzo. Kwa hiyo nishati inayopatikana kwa kila molekuli inapungua. Hapo tunasema ya kwamba sauti ya karibu ni kali lakini sauti ya mbali ni dhaifu.

Midia na sauti

Ilhali sauti ni mwendo wa wimbisauti katika midia fulani, hakuna sauti pasipo midia. Katika anga la nje tukifika kimo cha kilomita 100 juu ya uso wa ardhi, hakuna sauti tena, kwa sababu hakuna hewa au midia nyingine ya kupitisha mitetemo. Ila tu ndani ya chombo cha angani kuna midia tena kama hewa au ukuta metalia ya chombo chenyewe.

Sauti inaenea pia katika maji au ndani ya metali kama bomba au pau za feleji za reli. Uenezi wa sauti ni tofauti kati ya midia na midia. Sauti inaenea haraka katika metali na maji kuliko hewa.

• Mtu aliye ufukoni mwa bahari anayeweka kichwa chini ya maji atasikia mlio wa mlipuko unaotokea mbali kwenye meli mapema kuliko mwenzake asiye chini ya maji.
• Inawezekana kusikia treni inayokaribia kwa kuweka masikio juu ya pau za feleji kabla ya kuisikia kwa njia ya kawaida kupitia hewa.

• ndani ya hewa yenye sentigredi 20 sauti inasafiri mita 343 kwa sekunde, yaani kilomita 1 kwa sekunde 3, au takriban kilomita 20 kila dakika.
• ndani ya maji ya bahari sauti inasafiri mita 1,500 kwa sekunde, hivyo takriban kilomita 90 kila dakika.
• ndani ya gimba la chuma sauti inasafiri mita 5160 kwa sekunde, hivyo takriban kilomita 300 kila dakika (kama bomba au pau ndefu vile ya chuma ipo)
• ni rahisi kukadiria umbali wa radi. Tunajua ya kwamba sauti inasafiri hewani umbali wa kilomita 1 katika muda wa takriban sekunde 3 (taz. juu). Kwa hiyo wakati wa kuona umeme wa radi tunahesabu polepole 1-2-3-4 hadi kusikia sauti. Namba tunayofikia tunaigawa kwa 3 halafu tunajua radi hii ilikuwa na umbali wa kilomita ngapi.

Kwa wanaorekodi nyimbo kuna vifaa vinavyoitwa kompresa ambavyo kazi yake ni kuidhibiti sauti ili irekodiwe ikiwa nzuri

Sauti na marudio

Aina za sauti hutofautishwa kutokana na kiwango cha marudio yake:

• marudio chini ya 16 Hz hazisikiwi na binadamu, marudio ni chini mno
• marudio baina ya 16 Hz hadi 20 kHz ni kiwango ambacho sikio letu linapokea sauti
• marudio juu ya 20 kHz hazisikiki kwa binadamu kwa sababu marudio ni juu mno kwa sikio letu.

Tanbihi

Makala hii kuhusu mambo ya fizikia bado ni mbegu. Je, unajua kitu kuhusu Sauti kama historia yake au mahusiano yake na mada nyingine? Labda unaona habari katika Wikipedia ya Kiingereza au lugha nyingine zinazofaa kutafsiriwa? Basi unaweza kuisaidia Wikipedia kwa kuihariri na kuongeza habari.