ما هو الصدى وكيف يحدث؟ ما هو الصدى؟ شروط وجود الصدى

صدى صوت. ماذا نعرف عن هذه الظاهرة الفيزيائية المثيرة للاهتمام؟ من المحتمل أن يجيب أي شخص يتذكر دورة الفيزياء المدرسية جيدًا أن الصدى هو ظاهرة فيزيائية، وجوهرها هو أن المراقب يتلقى موجة تنعكس من بعض العوائق. ومع ذلك، الصدى ليس بهذه البساطة كما يبدو. ستقدم لك هذه المقالة العديد من الحقائق المثيرة للاهتمام حول هذه الظاهرة الفيزيائية المذهلة حقًا والتي ربما لم تكن تعرفها. لذلك، دعونا نبدأ.

ما هو الصدى؟

كما ذكر أعلاه، الصدى هو موجة صوتية تنعكس من بعض العوائق (ومع ذلك، يمكن أن تكون كهرومغناطيسية أيضا، لكنك، بالطبع، لن تسمع مثل هذا الصدى). تعود الموجات الصوتية المنعكسة إلى المراقب (مصدر الضوضاء)، الذي يمكنه أحيانًا سماعها لاحقًا. وهذا الصوت المنعكس من العوائق هو ما يسمى بالصدى.

حول أصل كلمة الصدى

هذه الكلمة لها تاريخ مثير للاهتمام إلى حد ما. لقد جاءت إلى اللغة الروسية من الكلمة الألمانية صدى. جاءت هذه الكلمة إلى اللغة الألمانية، مثل العديد من الكلمات الأخرى في لغات أوروبا الغربية، من اللاتينية - ēсho. واعتمدت اللاتينية هذه الكلمة من اليونانية - ἠχώ والتي تعني "صدى".

شروط وجود الصدى

هناك عدة شروط مطلوبة حتى يظهر الصدى. هل سبق لك أن تساءلت عن سبب عدم سماع الصدى في شقة أو متجر، ولكن في نفس الوقت يسهل سماعه في الجبال؟ والحقيقة هي أن الأذن البشرية لا تسمع الصدى إلا عندما يصدر الصوت المنعكس بشكل منفصل عن الصوت المنطوق ولا "يتراكم" عليه. لإنشاء مثل هذا التأثير، من الضروري أن يكون الوقت المنقضي بين تأثير الصوت نفسه والموجة المنعكسة على الأذن 0.06 ثانية على الأقل. في بيئة عادية (على سبيل المثال، في الشقة) لن يحدث هذا بسبب المسافة القصيرة والأشياء المختلفة التي تمتص الصوت أيضًا.

في بعض الأحيان يتم قمع الصدى

هناك مصطلح يسمى إلغاء الصدى. يتم استخدامه في الاتصالات الهاتفية. عملية إلغاء الصدى هي إزالة الصدى غير الضروري في الاتصال، مما يؤدي إلى انخفاض جودة الاتصال. إلغاء الصدى ضروري ليس فقط لتحسين جودة الصوت، ولكن أيضًا لزيادة إنتاجية قناة الاتصال.

هناك غرفة لا يوجد فيها صدى على الإطلاق. يطلق عليها غرفة كاتمة للصدى. هناك نوعان من الغرف عديمة الصدى. يعمل كل نوع على "تشويش" نوع أو آخر من الصدى. ببساطة، في مثل هذه الغرفة، لا ينعكس الصوت (أو موجات الراديو) من الجدران. الأول هو النوع الصوتي. وهو، كما يوحي الاسم، يعمل على قمع صدى الصوت العادي. والثاني، على التوالي، هو التردد الراديوي وهو ضروري لقمع انعكاس موجات الراديو.

صدى الضوء هو مصطلح فلكي. تحدث هذه الظاهرة عندما يكون هناك وميض حاد من الضوء (على سبيل المثال، أثناء اندلاع المستعرات). مع مثل هذا الفلاش، ينعكس الضوء من الأشياء ويصل إلى المراقب في وقت لاحق.

صدى العالم

الصدى العالمي، المعروف أيضًا باسم "صدى التأخير الطويل"، هو تأثير خاص يرتبط بموجات الراديو. هذا النوع الخاص من الصدى هو صوت، يحدث أحيانًا في نطاق الطول الموجي القصير، ويعود بعد مرور بعض الوقت على إرسال الإشارة. تم اكتشاف هذه الظاهرة غير العادية والتي يصعب تفسيرها في عام 1927 من قبل الاسكندنافي يورغن هالس.

الأسطورة اليونانية القديمة حول طبيعة الأصداء

وقد فسر اليونانيون القدماء العديد من الظواهر الطبيعية بالأساطير. ولم يكن الصدى استثناءً. تسير الأسطورة حول ولادة الصدى على النحو التالي: في أحد الأيام، عاقبت زوجة زيوس الغيورة، هيرا، الحورية الجميلة إيكو، ومنعتها من الإجابة على الأسئلة - لم تتمكن إيكو إلا من تكرار الكلمات الأخيرة الموجهة إليها. رأى إيكو النرجس الجميل يمشي عبر الغابة. سمع صوت حفيف فقال:

• -من هناك؟
• -هنا! - صاح صدى مرة أخرى.
• -تعال الى هنا!
• -هنا! - أجابت إيكو بفرح، وهي تركض نحو نرجس، لكنه دفعها بعيداً، لأنه كان يعتقد أنه هو وحده الذي يستحق حبه. والآن تختبئ الحورية الجميلة في الغابات والجبال، وتكرر أحيانًا كلمات المسافرين.

حول تحديد الموقع بالصدى

يعلم الجميع أن الخفافيش والدلافين تستخدم تحديد الموقع بالصدى للتنقل في الفضاء. ومع ذلك، قليل من الناس يستطيعون الإجابة على السؤال "كيف يعمل كل شيء؟" ويعمل شيء من هذا القبيل. بادئ ذي بدء، يصدر الماوس الموجات فوق الصوتية. ثم تلتقط صدى نفس الصوت المنبعث إليها، المنعكس من الأشياء. يمتلك الخفاش القدرة على التعرف على الفترات القصيرة جدًا التي تمر من إصدار الإشارة الصوتية إلى عودة الصدى. وبهذه الطريقة، يحدد الفأر المسافة بين الأشجار أو الأشياء الأخرى، وكذلك "يرى" مدى بعد هذه الحشرة أو تلك عنها. ما يثير الدهشة هو أن الخفاش يميز تمامًا الصدى عن جسم ثابت (غير متحرك) عن جسم متحرك.

تم اكتشاف تحديد الموقع بالصدى في الدلافين منذ أكثر من نصف قرن. الدلافين، مثل الخفافيش، تستخدم الموجات فوق الصوتية، وخاصة الترددات 80-100 جيجا هرتز. الإشارات الصادرة عن الدلافين قوية بشكل لا يصدق: على سبيل المثال، يمكنها "رؤية" سرب من الأسماك على بعد أكثر من كيلومتر واحد!

حقائق صغيرة مثيرة للاهتمام

• فإذا كانت المسافة من مصدر الضوضاء إلى أقرب عائق (جدار أو صخرة)، فلن يتشكل صدى.
• نهر الراين الألماني الشهير مليء بالمفاجآت. على سبيل المثال، هناك مكان يتكرر فيه الصدى 20 مرة
• يوجد في مدينة فردان بفرنسا برجان. وإذا صرخت وأنت واقف بينهما، فسوف تسمع صدى صوتك حتى 11 مرة.
• تعتبر أذن ديونيسوس صاحبة الرقم القياسي الحقيقي في مجال الصدى. هذه مغارة في سيراكيوز، على شكل أذن بشرية. لكن هذا ليس ما يجعله مثيرًا للاهتمام. نظرًا لشكله، فإن الكهف يجعل الصدى قويًا بشكل لا يصدق. إن رمي حجر أو تصفيق بسيط سوف يتردد صدى من الظلام مع رعد حقيقي

يحدث الصدى عندما تصطدم الموجات الصوتية التي تنتقل إلى الخارج من مصدر (تسمى الموجات الساقطة) بعائق صلب، مثل جانب الجبل. تنعكس الموجات الصوتية عن هذه العوائق بزاوية تساوي زاوية سقوطها.

العامل الأساسي لحدوث الصدى هو مسافة العائق من مصدر الصوت. عندما يكون هناك عائق قريب، فإن الموجات المنعكسة تعود بسرعة كافية لتختلط مع الموجات الأصلية دون إنتاج صدى. إذا كان العائق على بعد 15 مترًا على الأقل، تعود الموجات المنعكسة بعد تشتت الموجات الحادثة. ونتيجة لذلك، سوف يسمع الناس الصوت يتكرر، وكأنه قادم من اتجاه العائق. يجب على المهندسين الصوتيين تصميم القاعات وقاعات الحفلات الموسيقية لمراعاة توليد الصدى عن طريق إضافة عناصر ممتصة للصوت وإزالة الأسطح العاكسة بشكل مفرط.

حكم الانعكاس

في هذه التجربة، تمر الموجات ذات التردد المنخفض من مولد الصوت عبر الأنبوب الزجاجي A، وتنعكس من المرآة وتدخل الأنبوب B. وأثبتت التجربة أن زاوية انعكاس الموجة تساوي زاوية سقوطها.

خلال النهار - بشكل أسرع

ينتقل الصوت بشكل أسرع في الهواء الدافئ بالقرب من الأرض (الصورة أدناه النص) ويتباطأ عندما يصل إلى الغلاف الجوي العلوي الأكثر برودة. يؤدي هذا التغير في درجة الحرارة إلى انكسار (انحراف) الموجة للأعلى.

أبطأ في الليل

تؤدي درجات حرارة الهواء المنخفضة أثناء الليل بالقرب من سطح الأرض إلى إبطاء مرور الصوت (الشكل الموجود أسفل النص). وفي الطبقات الفوقية الأكثر دفئًا، تزداد سرعة الصوت.

الصوت ينتقل مع الريح

تكون سرعة الرياح على ارتفاعات كبيرة أكبر بكثير من سرعة الرياح بالقرب من الأرض. عندما تنتقل الموجات الصوتية من مصدر أرضي، فإنها تنتقل مع الريح. لن يسمع المستمع المتجه نحو الريح سوى صوتًا خافتًا بالكاد مسموعًا؛ سوف يسمع المستمع في اتجاه الريح الجرس على مسافة كبيرة جدًا.

حتى لو لم تكن قد ذهبت إلى الجبال من قبل، فمن المحتمل أنك لا تزال تعرف ما هو الصدى وقد واجهته أكثر من مرة. يمكن للصدى أن يتربص بنا في أي مكان في قوس منزل، في شقة فارغة، في الغابة.

ما هو الصدى وكيف يمكنك سماعه؟

الصدى هو انعكاس الصوت. يتم تدريس الأصداء في الفيزياء في الصف التاسع، لذلك ربما يعرف الجميع كيف تنشأ. ينعكس الصوت، أحيانًا عدة مرات، من أسطح مختلفة ويعود إلينا. السؤال الذي يطرح نفسه: لماذا لا نسمع صدى دائما، ولكن في بعض الحالات؟ لماذا لا نسمع صدى الصوت في الغرف الصغيرة مثلا؟

الحقيقة هي أن الأشياء والأثاث الموجود في المبنى يخمد الأصوات المنعكسة ويمتص الصدى. ثانيًا، لكي يتمكن دماغنا من تمييز الإشارة المنعكسة بشكل منفصل عن الإشارة المرسلة، على شكل صدى، يجب أن يكون الفرق بينهما على الأقل ستة أجزاء من مائة من الثانية.

يمكن حسابها بسهولة، مع الأخذ في الاعتبار أن سرعة الصوت تبلغ حوالي 340 م/ث، وأنه على مسافة ثلاثة أمتار من الجدار، سيعود الصوت المنعكس في حوالي مائتي جزء من الثانية. وهذه المرة لا تكفي للدماغ، فهو لن يدرك هذين الصوتين منفصلين.

وفي الغرف الكبيرة، حيث لا تخمد الإشارة بكمية كبيرة من الأثاث، وتكون المسافة إلى الجدران كبيرة، قد يستغرق الصوت أكثر من ستة أجزاء من الثانية ليعود إلينا منعكسًا. في هذه الحالة سوف نسمع صدى.

أين يتم سماع الصدى بشكل أفضل؟

في أعالي الجبال، حيث لا يوجد أثاث، وينعكس الصوت بسهولة من الصخور، والمسافة بين الصخور كبيرة، يمكنك سماع صدى صرختك أكثر من مرة. وينعكس الصوت من الصخور الموجودة على مسافات مختلفة، فيصل متأخرًا جدًا، فنسمع صدى متكررًا.

ويحدث الشيء نفسه تقريبًا في الغابة، حيث ينعكس الصوت من جذوع الأشجار. صحيح، في الغابة، تمتص الأوراق والعشب والأرض الصوت، ولكن في الجبال غالبًا لا يوجد شيء يمتص الصوت، وبالتالي فإن الصراخ العالي يمكن أن يتسبب بسهولة في الانهيار.

تنتقل اهتزازات الموجة الصوتية إلى الصخور، ويمكن بسهولة أن تسقط الحجارة وكتل الثلج التي يتم تثبيتها بشكل ضعيف على المنحدرات من الاهتزاز الناتج. أثناء تدحرجهم، يسقطون حجارة جديدة وثلوجًا على طول الطريق، مما يتسبب في حدوث انهيار جليدي. لذلك يجب أن تتذكر دائمًا في الجبال خطر الانهيار وعدم الصراخ دون داع.

يعتمد مبدأ تشغيل البوق على استخدام الصدى. القرن عبارة عن أنبوب دائري متوسع. ويتكلم الإنسان في الطرف الضيق، ينعكس صوته عدة مرات من جدران البوق ويخرج من الطرف العريض في اتجاه واحد، دون أن يتطاير في كل الاتجاهات. وبالتالي، يتم تعزيز قوتها في اتجاه معين، ويمكن للصوت أن ينتقل لمسافة أكبر.

ستتعلم من هذه المقالة: ما هو تخطيط صدى القلب للقلب، وما مدى أهمية هذه الطريقة في تشخيص أمراض القلب. ما هي المعلمات والهياكل التي تسمح بتقييمها، وما هي الأمراض التي يجب تحديدها. كيفية الاستعداد للدراسة وكيف تسير.

تاريخ نشر المقال: 10/02/2017

تاريخ تحديث المقال: 29/05/2019

يعد تخطيط صدى القلب أحد أكثر الطرق إفادة وأمانًا لتشخيص أمراض القلب. هذا نوع من الفحص بالموجات فوق الصوتية يجعل من الممكن إجراء تقييم بصري لبنية عضلة القلب (عضلة القلب) وصمامات القلب والأوعية القلبية الكبيرة وخصائص الدورة الدموية فيها.

هناك عدة أسماء مترادفة: الموجات فوق الصوتية أو ECHO للقلب، ECHO-CG، تخطيط صدى القلب أو مخطط صدى القلب. كل هذه الأسماء هي نفس الدراسة. يمكن إجراؤها وتقييمها من قبل أطباء التشخيص بالموجات فوق الصوتية، بالإضافة إلى أطباء القلب وجراحي القلب الذين يتقنون هذه الطريقة.

جوهر الطريقة وفوائدها

يتم إجراء تخطيط صدى القلب باستخدام معدات الموجات فوق الصوتية الخاصة، والتي تحتوي على:

• جهاز انبعاث الموجات فوق الصوتية.
• جهاز استشعار يمر عبر الصدر ويسجل الموجات فوق الصوتية.
• محول رقمي يعرض صورة العضو الذي يتم فحصه على الشاشة.

يتم امتصاص الموجات فوق الصوتية التي تمر عبر أجزاء مختلفة من القلب وتنعكس بشكل مختلف. كلما كانت المعدات أكثر دقة وحداثة، كلما تمكنت من رؤية (تصور) بدقة أكبر ليس فقط الهيكل العام، ولكن أيضًا التفاصيل الصغيرة لبنية القلب وملامح الدورة الدموية.

يعد ECHO-CG مع ECG (تخطيط كهربية القلب) من أبسط الطرق التشخيصية وغير الضارة ويمكن الوصول إليها، ولكنها في نفس الوقت مفيدة، وتوفر معلومات شاملة عن حالة القلب.

المؤشرات: من يحتاج إلى مثل هذه التشخيصات

يشار إلى الموجات فوق الصوتية للقلب لجميع المرضى الذين يعانون من أمراض القلب، وكذلك الأشخاص الذين يعانون من الأعراض التالية:

بالنظر إلى سهولة أداء وسلامة تخطيط صدى القلب، فإنه لا يتم إجراؤه فقط لمراقبة تقدم أمراض القلب الموجودة لدى الشخص، ولكن حتى في حالة الاشتباه بها. لا توجد موانع مطلقة.

ماذا يظهر هذا الإجراء وما هي الأمراض التي يكشف عنها؟

يمكن أن يوفر تشخيص القلب باستخدام الموجات فوق الصوتية معلومات أساسية، ولكن ليس كلها، حول حالة هذا العضو.

يصف الجدول المعلمات الرئيسية التي سيتم تقييمها عن طريق تخطيط صدى القلب والأمراض المحتملة التي يتم تشخيصها بناءً على هذه البيانات، حتى بدون الأخذ في الاعتبار نتائج تخطيط كهربية القلب (مخطط كهربية القلب).

وفقا للبيانات التي تم الحصول عليها خلال ECHO القلب، يمكن إنشاء بعض التشخيصات بدقة، ويمكن افتراض بعضها. في الحالة الثانية، يحتاج المرضى إلى فحص أكثر شمولا اعتمادا على علم الأمراض المتوقع (تخطيط القلب، هولتر، التصوير المقطعي، اختبارات الدم).

أنواع تخطيط صدى القلب

ليس كل تخطيط صدى القلب لديه كل القدرات التشخيصية للموجات فوق الصوتية. اعتمادًا على فئة أجهزة الموجات فوق الصوتية وإجراءات الفحص، هناك:

1. معيار ECHO-CG - الموجات فوق الصوتية أحادية البعد وثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد. وتسمى أيضًا عبر الصدر، حيث يتم إجراؤها من خلال ملامسة الجلد في منطقة الصدر. يوفر معلومات عن بنية القلب، لكنه لا يستطيع تحديد خصائص الدورة الدموية فيه.
2. – يتم توسيع الدراسة مقارنة بالمعيار. يحدد خصائص تدفق الدم في الأذينين والبطينين والصمامات والأوعية الكبيرة.
3. تخطيط صدى القلب أثناء الإجهاد – الموجات فوق الصوتية للقلب أثناء اختبارات الإجهاد. قد تكون هناك حاجة لتشخيص أمراض معينة فقط (على سبيل المثال، عيوب الصمامات).
4. ECHO عبر المريء هو فحص للقلب باستخدام مستشعر خاص من خلال جدار المريء أثناء تنظير المعدة الليفي. نادرًا ما تكون مطلوبة، ولكنها يمكن أن توفر معلومات مهمة حول علم الأمراض في عضلة القلب العميقة.

المعيار الذهبي لفحص القلب بالموجات فوق الصوتية هو ECHO ثنائي الأبعاد مع دوبلر والتضخيم المزدوج.

إعداد وإجراء الدراسة

لا يلزم إجراء أي تحضيرات خاصة لتخطيط صدى القلب القياسي وتخطيط صدى القلب بالدوبلر، وكذلك لتخطيط كهربية القلب. وهذا يعني أن مثل هذه الدراسة يمكن أن يقوم بها أي شخص لديه مؤشرات في أي وقت دون أي قيود. العوامل الوحيدة التي تؤثر على موثوقية النتائج هي جودة المعدات ومؤهلات طبيب القلب.

يتم إجراء ECHO-CG عبر المريء فقط على معدة فارغة (آخر وجبة هي قبل 8-10 ساعات). وعندما يُطلب أن يكون المريض في وضعية ثابتة لغرض الفحص التفصيلي، يتم إجراء الفحص تحت التخدير.

يعتبر إجراء ECHO-CG القياسي بسيطًا من الناحية الفنية وغير ضار:

• الموضوع يكمن على الأريكة. يتم إجراء الفحص في موقعين: على الظهر وعلى الجانب الأيسر.
• يقوم الطبيب بإعداد الجهاز ويقوم بتثبيت المستشعر بشكل تسلسلي في عدة نقاط من الصدر في بروز القلب والشريان الأبهر والشريان الرئوي. في هذا الوقت، يجب على المريض الاستلقاء بهدوء واتباع جميع أوامر الطبيب (التنفس بسلاسة، حبس أنفاسك أثناء الاستنشاق، تغيير الوضع، وما إلى ذلك).
• لتحسين نقل إشارات الموجات فوق الصوتية، يتم تطبيق هلام خاص على جلد النصف الأيسر من الصدر، حيث سينزلق المستشعر. في نهاية الدراسة، يجب مسح الجل بمنشفة أو منديل.

تتراوح المدة الإجمالية لتخطيط صدى القلب من 7 إلى 10 دقائق إلى نصف ساعة. الشيء الأكثر أهمية هو أنه يمكن إجراؤه عدة مرات حسب الحاجة لتقييم حالة القلب وديناميكيات العملية المرضية. هذه التقنية غير ضارة وغير مؤلمة، لذلك لا توجد موانع مطلقة لها.

تعد الموجات فوق الصوتية للقلب طريقة دقيقة للغاية لتشخيص عدد كبير من الحالات، ولكن ليس جميعها. لذلك يجب تحديد مؤشرات تنفيذه ونطاق الفحوصات الأخرى من قبل متخصص!