بعد از بررسی کامل نور در مقاله «نور چیست ؟» وقتشه که صدا رو هم مورد بررسی قرار بدیم. صدا بخشی همیشه حاضر در زندگی ماست از موزیک، تا صدای خیابان و صدای رعد و برق همواره در زندگی ما در حال پخش هستند بدون اینکخ اکثر اوقات به آن ها توجه کنیم. در حقیقت صدا یک موج مکانیکیست که انرژی را از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل میکنه. این موج مکانیکی نیازمند فضایی برای انتشاره بخاطر همین صدا در خلا قابلیت انتشار نداره چرا که خلا فاقد هرگونه ذره برای انتقال انرژیست هرچند در دانشگاه فنلاند توانسته اند صدا را با اثر الکترومغناطیسی در خلا منتقل کنند. با اینحال خارج از این اتفاق میخوایم صدا نیازمند یک مدیوم برای انتقال است برای مثال موسیقی  بخاطر دیافراگمی که به عقب و جلو ارتعاش می کند از بلندپو پخش می شود که این دیافراگم باعث هل دادن هوا اطراف و ایجاد الگوی موجی در هوا می شود که در نهایت به گوش ما می رسد.

وقتی این امواج به گوش ما می رسند باعث ایجاد ارتعاش در پرده گوش شنوننده می شوند که این ارتعاش توسط مغز به عنوان صدا شناخته و تحلیل می شود.

با وجود اینکه نمیتونیم امواج صدا رو ببینیم اما انرژی آن ها رو می توانیم حس کنیم حتی موج صدای قوی می توانید بر بدن ما تاثیر بگذارد یا حتی موج صدای قوی را می توانیم در لرزه شیشه های خانه ببینیم با اینحال در خلا هیچکس متوجه جیغ زدن شما نخواهد شد.صدا نیازمند ذره برای انتشاره و بخاطر همین روی زمین صدا از دیوار منعکس و توسط سطوح نرم جذب و در شرایط مختلف تغییر انرژی و تن میده.

در این مقاله طبیعت امواج صدا را توضیح خواهیم داد و اینکه چگونه صدا در اتمسفر حرکت کرده و اطلاعات را منتقل می کند و چگونه گوش های ما آن را می شنود. درباره حرکت امواج صدا در مواد دیگر نیز صحبت خواهیم کرد و درباره چند پدیده شگفت انگیز صدا مثل رزونانس ، انعکاس، و جذب صدا و همچنین اثر دوپلر توضیحاتی خواهم داد و در نهایت درباره کاربرد صدا در تکنولوژی و طبیعیت مثل التراساند برای شما خواهم نوشت.پس با تصویر، صدا و ادراک همراه باشید.

تعریف صدا

در تعریف علمی، صدا یک موج مکانیکیست، ارتعاشیست که در محیط فیزیکی مثل گاز، مایع و جامد، به وسیله کنش بین مولکول ها منتقل می شود. در طول مسیر انتقال، صدا باعث متراکم شدن و بسط یافتن محیط می شود برای مثال در هوا، این موج صدا باعث  فشرده سازی پرفشار و انعکاس های کم فشار که از منبع خروج می گردد می شود. البته این تغییرات بسیار در اندازه کوچک هستند اما گوش های ما به این تغییرات ریز حساسند و با سرعت تغییرات ریز در فشار هوا را به عنوان صدا تشخیص و تحلیل می کنند.

در بالا گفتیم که صدا برای انتشار نیازمند مولکول است و نمیتواند در فضای خالی یا خلا منتشر شود چرا که ذره برای انتقال ارتعاش موجود نیست و این یکی از فرق های عمده و صدا و نور است چرا که نور می تواند در خارج از محیط منتشر یابد. صدا می تواند در گاز و مایع و جامد با سرعت های مختلف انتشار یابد اما نوع رفتار آن در هر ماده متفاوت است اما نکته مشترک در همه نوع انتقال صدا این است که امواج صدا همیشه انرژی را از منبع به همه جهات پخش می کنند.

خیلی از شما دوستان مثل من احتمالا بیشتر درگیر تاثیر صدا در روند فیلم و سینما هستید که در این باره در حال آماده کردن چند نوشته برای شما هستم البته در قبلا مقاله ی ورود صدا به سینما درباره پایان سینمای صامت و مصوت شدن آن نوشته ام.

برگدیم سر اصل مطلب، هر موج صدا یک سری خواص بنیادی داره یکی از مهمترین این خواص، فرکانس است که نشان دهنده سرعت ارتعاش موج است که به صورت pitch یا زیر و بمی صدا درک می شود.سیستم شنوایی انسان قادر است  صداهایی در فرکانس 20 هرتز که صداهای خیلی بسته ای هستند تا 20 هزار هرتز که صداهای زیری هستند را بشنوه.البته در طول عمر این محدوده شنوایی کاهش پیدا میکنه معمولا با افزایش سن صداهای محدوده زیرتر بالاتر از دوازده کیلوهرتز به درستی شنیده نمی شند با اینحال به این محدوده، محدوده شنوایی می گویند و به صداهای بالاتر از 20 کیلوهرتز، صدای التراساند می گویند که حیواناتی مثل خفاش و دلفین این صدا را خود ساطع می کنند. صداهای زیر 20 کیلوهرتز را اینفراساند می نامند که حیواناتی مثل فیل با این صدا با هم ارتباط می گیرند و انسان ها قادر به شنوایی آن نیستند. صداهای خارج از محدوده شنوایی ما هم از تمام قوانین بالا که گفتیم پیروی میکنند فقط به علت ارتعاش خیلی سریع یا خیلی کند توسط سیستم شنوایی ما درک نمی شند. در ادامه مقاله درباره سیستم شنوایی انسان توضیحات بیشتری خواهم نوشت اما در حال حاضر اگر خواستید می توانید درباره سیستم بینایی انسان، مقاله مسیر رسیدن نور به چشم را بخوانید.

در ادامه درباره اینکه صدا چجوری منتشر میشه توضیحاتی به شما خواهم داد.

انتشار موج صدا

موج صدا با برخورد دادن دو مولکول به همدیگر در محیط منتشر میشه که در نتیجه قدم به قدم در سطح مولکولی از منبع دور میشه.در نتیجه سرعت صدا متکی به ویژگی ماده ایست که در آن در حال پخش شدنه، چگالی و سفتی محیط بر سرعت تاثیر میگذاره. به صورت کلی صدا در گاز ها با سرعت کم، در مایعات با سرعت بیشتر و در جامدات بیشترین سرعت رو داره. برای مثال سرعت صدا در هوای اتاق در دمای 20 درجه سانتی گراد حدود 343 متر بر ثانیست ولی در آب این سرعت به 1480 متر بر ثانیه می رسه و  صدا در استیل و آهن میتونه تا 5000 متر بر ثانیه که 15 برابر سریعتر از سرعت در هواست برسه.

هرچقدر فاصله بین مولکول ها در یک جسم کمتر باشد سرعت انتقال بیشتر می شود بخاطر همین سرعت صدا در هوای بسیار رقیق مثل ارتفاعات کوه به شدت کاهش می یابد.

دما هم بر سرعت این موج تاثیر گذار است، در هوای گرمتر مولکول ها سریعتر حرکت می کنند که در نتیجه سرعت انتشار را بیشتر می کنند.در دمای صفر درجه سرعت صدا در هوای خشک حدود 331 متر بر ثانیست که در 20 درجه به 343 متر بر ثانیه می رسد.

یکی از نتایج سرعت محدود صدا، مسئله ای به اسم دیوار صوتیست اگر جسمی به مانند جت جنگنده با سرعتی بیشتر از سرعت صدا در هوا حرکت کنه به امواج صدایی که خود تولید کرده میرسه که باعث عدم تداوم فشار در جریان  هوا میشه که در نتیجه باعث شکسته شدن دیوار صوتی میشه. بخاطر همین جت های جنگنده ای که با سرعت بیشتر از یک ماخ( هر ماخ معادل سرعت صدا در هوا) حرکت کنه یک بوم وحشتناک به گوش بیننده روی زمین میرسه.

به طور خلاصه پخش صدا نیازمند یک محیط است و سرعت انتشار به نوع محیط وابسته است. در محیط های یکسان صدا با سرعت یکسان پخش می شود اما با تغییر محیط یا تغییر دما، سرعت و جهت پخش صدا عوض می شود. در ادامه درباره شکل های مختلف موج انرژی مثل موج های طولی و عرضی صحبت خواهیم کرد. این پدیده تغییر جهت و سرعت به علت تغییر محیط را در نور قبلا مشاهده کردیم و در  نوشته پدیده شکست نور توضیحاتی به شما داده ام.

امواج طولی و عرضی

همه امواج به یک شکل ارتعاش نمی کنند. امواج صدا طولی هستند به این معنا که ذرات محیط در جهت انتشار صدا بالا و پایین می شوند.در موج طولی ذرات هوا ی مرتعش شده توسط منبع، به مولکول های کناری خود حرکت کرده و تلاطم انرژی را انتقال می دهند. اما در امواج عرضی، ذرات عمود بر جهت انتقال موج حرکت میکنند مثل حالت موجی که در سطح آب هنگام انداختن سنگ می بینید. صدا همواره در گاز و مایع حالت طولی حرکت می کند اما در اجسام جامد هردوی حرکت موجی و طولی ممکن است اتفاق بیفتد.

برای مثال در زلزله زمین ممکن است به صورت امواج طولی p و امواج عرضی S بلرزد و در فلزات نیز ممکن است این اتفاق بیفتد. اما در آب و هوا فقط حرکت طولی موج را شاهد هستیم.

پیشنهاد مطالعه:  شیمی عکاسی و فیلم

موج صدا به این علت که از فشار ارتعاشی تشکیل شده را معمولا موج فشار می نامند چرا که این موج باعث ایجاد موج های پرفشار، و محدوده های شکستی و کم فشار در هر محدوده می شود. این موج باعث می شود که فشار هوا به صورت ریتمی کم و زیاد شود که از این ویژگی میکروفون ها و پرده گوش برای ضبط و شنیدن صدا استفاده می کنند.

جالبه بدونید که موج سینوسی صدا، یک گرافی از تغییر فشار در محیط به عنوان جابجایی ذرات است و به معنای زمان و مکان نیست.در حقیقت در موج صدا در هوا هر مولکول در مسیر حرکت ارتعاش می کند و مثل امواج آبی حرکت مولکولی نداریم در نتیجع نقاط اوج موج سیسنوسی نشان دهنده افزایش فشار، و نقاط پایین نشان دهنده کاهش فشار هواست.

مشخصات اصلی صدا

مهمترین ویژگی های موج صدا را می توان این ها نامید:

فرکانس

بیانگر ارتعاشات یا تعداد سیکل ها در ثانیست که در واحد هرتز اندازه گیری میشه. در بالا اشاره کردیم که فرکانس نشان دهنده زیری و بمی صداست برای مثال یک موج 262 هرتز، مثل «دو وسط» در پیانو شنیده می شود.

طول موج

فاصله بین دو قله یا دو قعر در موج را طول موج می گویند. طول موج را با لامبدا(λ) نشان می دهند و با میزان سرعت تقسیم بر فرکانس موج صدا بدست می آید.در هوای اتاق، یک موج با فرکانس 20 هرتز طول موجی به اندازه 17 متر دارد در حالی که در همین شرایط یک موج 20 کیلوهرتز طول موجی به اندازه 1.7 سانتی متر خواهد داشت. در هر محیطی فرکانس های بالاتر طول موج کمتر و فرکانس های کمتر طول موج بیشتر خواهند داشت.

پیشنهاد مطالعه: تولد سینما، چگونه فیلم ها دنیای ما را تغییر دادند

دامنه

دامنه بیانگر قدرت موج است. دامنه نشان دهنده میزان تغییر فشار ایجاد شده با موج صداست. دامنه بزرگتر نشان دهنده تغییرات فشار بیشتر است که باعث بلند تر شدن صدا می شود. بلندی که گوش ما می شنود با دامنه به صورت غیر خطی رابطه دارد بخاطر همین بلندی صدا را به صورت لگاریتمی با دسیبل اندازه می گیرند که شدت صدا را با نقطه مرجع مقایسه می کند. صدای صفر دسیبل کمترین شدت صداییست که یک گوش جوان قادر به شنیدنش است و هر 20 دسیبل افزایش قدرت نشان دهنده ده برابر شدن شدت دامنست که باعث می شود بلندی صدا حدود 4 برابر بیشتر شنیده شود. مکالمه معمولی حدود 60 دسیبل بلندی دارد و ترافیک ممکن است تا 85 دسیبل نیز برسد در حالی که موتور جت حتی ممکن است 130 دسیبل که محدوده درد برای انسان است را رد کند و به صورت فیزیکی به گوش آسیب برساند.

سرعت موج

این همان سرعتیست که صدا در محیط منتقل میشه و در بالا درباره آن صحبت کردیم که وابسته به نوع محیط و دماست و در هوا در حدود 340 متر بر ثانیه و در آب حدود 1480 متر بر ثانیه ، موج صدا حرکت می کند. سرعت موج با طول موج و فرکانس آن رابطه مستقیم دارد در صورت افزایش فرکانس ، طول موج کاهش پیدا کرده چرا که باید سرعت در محیط یکسان بماند.

سیستم شنوایی انسان، ما چگونه می شنویم؟

تبدیل ارتعاش هوا به احساس صدا وظیفه سیستم شنواییست که از سه بخش اصلی تشکیل شده است، گوش خارجی، میانی و داخلی. این سه جز با همدیگر امواج صدا را دریافت، تقویت و تبدیل می کنند که محصول نهایی عملکرد آن ها سیگنال های عصبیست که مغز دریافت می کند.

گوش خارجی

بخش خارجی گوش آن چیزیست که در کناره های سر خود میبینیم، لاله گوش به عنوان یک قیف عمل کرده و شکل آن امواج را دریافت و به کانال گوش هدایت می کند. کانال گوش لوله ای به اندازه 3 سانتی متر است که صدا را به پرده منتقل می کند. پرده یا غشای تمپان ( Tympanic membrane) یک غشای کشیده در انتهای کانال است که وظیفه آن مرتعش شدن به عقب و جلو با فرکانس یکسان صدای ورودیست.

گوش میانی

پشت پرده گوش، حرفه گوش قرار داد ک از سه تا استخوان کوچک که ه عنوان استخوانچه شناخته می شوند تشکیل شده است. این سه تا استخوان به ترتیب عبارت است از استخوان چکشی که به پرده گوش متصل است، سندانی و رکابی که به گوش داخلی متصل است. در هنگام ارتعاش پرده، استخوان چکشی حرکت کرده که مکانیزم آن باعث حرکت دو استخوان دیگر می شود که این واکنش زنجیره ای ارتعاش را بیشتر به داخل می برد. این استخوان ها همچنین باعث بلند تر شدن صدا نیز می شوند که در نتیجه گوش میانی فشار ارتعاش را حدود 20 تا 30 دسیبل افزایش می دهد.

گوش میانی به شیپور استاش نیز متصل است که به پشت گلو  رسیده و باعث ایجاد توازن  فشار در دو طرف پرده گوش می شود.

گوش داخلی

گوش داخلی،یک هزار توی پر از مایع است که در استخوان میانی جمجمه قرار گرفته است. مهمترین عضو گوش داخلی، حلزون گوش است که بخاطر ساختمان داخلی مارپیچی حلزونی شکل به این نام خوانده می شود. وقتی استخوان رکابی می لرزد باعث ایجاد لرزش در گوش داخلی و در نتیجه ایجاد موج فشار در مایع حلزونی می شود. در امتداد مارپیچ های حلزونی، غشای پایه قرار داد که بخاطر حرکت مایع حلزونی، مرتعش می شوند مهم است که بدانید غشای پایه طوری عمل می کند که با فرکانس های متفاوت بخش های متفاوتی از آن را تحریک کند. صداهای فرکانس بالا باعث ایجاد لرزش در پایه حلزونی میشند در حالی که فرکانس گایین در انتهای غشا را بیشتر می لرزونند.

بر روی غشای پایه سلول های حساسی به اسم سلول های مویی قرار دارند که به هنگام حرکن غشای پایه،این سلول های مویی با خم کردن میکروسکوپی اندامک های مو شکل خود، پالس های الکتریکی ایجاد می کنند.

به حلزوی، عصب شنوایی متصل است که این سیگنال های الکتریکی را به سمت مغز می برد در نتیجه به محض ورود صدا به گوش، تبدیل به ارتعاش هوا و سپس حرکت مکانیکی و حرکت سیال در حلزونی و در نهایت تبدیل به پالس الکتریکی در عصب در عصب شنوایی می شود.

قبل از اینکه به ادامه بحث درباره اینکه چگونه مغز متوجه صدا می شود بپردازیم در صورت علاقه به نوشته معرفی فیلم «بودن یا نبودن » مراجعه کنید.

از گوش به مغز، ما چگونه صدا را درک میکنیم؟

سفر صدا به گوش ختم نمی شود و از طریق عصب شنوایی به مغز می رسد. شنوایی فقط کشف صدا نیست بلکه پردازش آن نیز است که بتوانیم تحلیل کنیم چیزی که می شنویم به چه معناست. عصب شنوایی به ساقه مغز می رسد و در مرکز تبادل اطلاعات شنوایی به قشر شنوایی در قطعه گیجگاهی مغز می رسد. در بخش شنوایی مغز، سیگنال های عصبی گوش به فرکانس های مختلف تقسیم می شوند و نرون های متفاوت به فرکانس های متفاوت جواب می دهند. مغز حتی تفاوت کوچک بین زمان رسیدن و شدت صدا را بین دو گوش چپ و راست تشخیص می دهد برای مثال اگر صدا از سمت راست شما بیاید در حود چند میکروثانیه زودتر به گوش راست شما خواهد رسید که در نتیجه صدا در سمت راست شما قوی تر خواهد بود. این توانایی باعث می شود که مغز جهت اصلی منبع صدا را به درستی تشخیص دهد.

قشر شنوایی به دیگر بخش های مغز مثل حافظه و زبان نیز متصل است که بخاطر همین ما متوجه معنای کلمات دیگران می شویم. در آینده درباره ساختار قشر شنوایی نوشته های مفصل تری برای شما خواهم گذاشت.

پدیده های مهم صدا

رزونانس

رزونانس یا تشدید، گرایش سیستم یا یک وسیله در مرتعش شدن در دامنه بیشتر در یک فرکانس خاص است.هر جسم فیزیکی یک فرکانس رزونانس دارد که در این فرکانس گرایش به ارتعاش بیشتر دارد. اگر موج صدا با فرکانس تشدید جسم یکی باشد باعث ارتعاش های شدید در آن جسم می شود برای مثال یک خواننده اگر دقیقا با فرکانس تشدید یک لیوان یک نت را اجرا کند باعث لرزش شدید آن لیوان و در نهایت شکستن آن می شود.

رزونانس ممکن است مخرب باشد در سال 1940 پل تاکوما، بخاطر اینکه جریان هوا با فرکانس تشدید آن حرکت می کرد فروریخت.

انعکاس و اکو

وقتی موج صدا به یک سطح یا مرز دو جسم برخورد می کرد بخشی از صدا منعکس می شود. اجسام سخت مثل دیوار بتنی، صدا را به قدر زیادی بازتاب می دهند در حالی که احسام نرم یا با شکل های غیر نرمال، باعث پخش شدن و جذب صدا می شوند. اکو ی صدا نتیجه مستقیم انعکاس است که در محیط های بسته مثل دره کوه ها اتفاق می افتد چرا که موج صدا دوباره به گوش شما برگشته و باعث ایجاد حس تکرار می شود.برای شنیدن اکو نیاز است که جسم سخت حداقل هیفده متر با شما فاصله داشته باشد چرا که در فواصل کمتر موج های بازگشتی با صدای اصلی ترکیب شده و طنین پیدا می کنند. از انعکاس صدا در سونار و رادار نیز استفاده می شود و حتی حیواناتی مثل خفاش و دلفین نیز از انعکاس برای پردازش محیط اطراف خود استفاده می کنند.

جذب صدا

همه صدایی که به سطح برخورد می کند برنمیگردد و بخشی از آن توسط جسم یا سطح جذب می شود. اجسام متخلخل، نرم و پارچه ای جاذب های صدای خوبی هستند و موج صدا را تبدیل به ارتعاش های کوچک و گرمای درونی می کنند.جذب بسیار برای کنترل کردن نویز و کاهش طنین مناسب است شاید در استودیو های صدابرداری و سالن های کنسرت دیده باشید که بر دیوار های کنار و سقف را با پنل های تخم مرغی جذب صدا پوشانده اند تا میزان اکو به کمترین حالت رسیده و صدا شفاف ضبط یا به گوش شنونده برسد.

به طور کلی صداهای با فرکانس بالا راحت تر جذب می شند بخاطر همین بعضا صدای خفه گوینده از پشت دیوار نیز به گوش می رسد چرا که صدای فرکانس بالا جذب شده و از بین رفته اند. صداهای فرکانس پایین سختتر جذب شده و بیشتر نفوذ می کنند.

اثر دوپلر

با اثر دوپلر احتمالا در فیزیک دبیرستان آشنا هستید یا در بزرگاه و خیابان تجربه کردید. اثر دوپلر بر اثر حرکت نسبی بین منبع صدا و شنونده اتفاق میفته که بر اساس آن تغییر در فرکانس صدایی که شنونده میشنوه اتفاق میفته.. میتونید این رو در آژیر پلیس یا آتش نشانی یا حتی صدای قطار مشاهده کنید که در هنگام نزدیکی منبع صدا میزان فرکانس بالاست و به محض دور شدن فرکانس کاهش پیدا می کند.

فرکانس منبع در هنگام نزدیک شدن به شما تغییر نمی کند اما هر موج صدای ساطع شده از منبع، نسبت به موج قبلی نزدیک تر شده است که در نتیجه فرکانس آن را برای شنونده بالاتر می برد که عکس این اتفاق در هنگام دور شدن منبع میفتد. اثر دوپلر در همه نوع امواج اتفاق میفتد برای مثال تفنگ های راداری که سرعت خودرو را در اتوبان ثبت می کنند و در نجوم برای میزان حرکت ستاره ها و کهکشان ها استفاده می شود از پدیده اثر دوپلر استفاده می کند.

وقتی جسمی با سرعت صدا یا بالاتر از آن حرکت کند امواج نمی توانند از جسم فاصله بگیرند که در نتیجه تجمع آن ها یک صدای مهیب که به شکستن دیوار صوتی معروف است اتفاق میفتد در اینجا نیز اثر دوپلر باعث شنیده شدن آن صدا می شود.

پیشنهاد  برای مطالعه: اختراع دوربین

کاربرد صدا در تکنولوژی و طبیعت

در علم امروز، انسان ها از صدا در شکل متفاوتی به غیر از ارتباط و شنیدن استفاده کرده است که در زیر به چند مورد از آن اشاره می کنم.

سونار

در تکنولوژی سونار، امواج صدا در زیر آب برای پیدا کردن اجسام فرستاده می شوند. به این دلیل که امواج صدا به مراتب بیشتر از امواج الکترومغناطیسی و نور در آب حرکت می کند بسیار  گزینه مناسبی برای مسیریابی زیردریایی، عمق سنجی و نقشه برداری کف اقیانوس هستند. دو دسته سونار ما داریم، سونار فعال و غیر فعال. در سونار فعال، یک فرستنده پالس صدا را به آب فرستاده و با بررسی زمان رسیدن بازگشت آن متوجه خصلت های زیر آب می شود. در سونار غیر فعال یا پسیو، سیگنالی به آب فرستاده نمی شود بلکه به امواجی که میرسد گوش می دهد. برای مثال سونار پسیو می تواند صدای پره های کشتی یا صدای نهنگ ها را دریافت  و میزان فاصله آن و موقعیت را محاسبه کند. سونار پسیو یا غیر فعال،  مناسب زیردریایی ها نظامی و محققینیست که نمیخواند مزاحم طبیعت بشند.

سونار در جاهای زیادی به کار گرفته می شود کشتی ها از این تکنولوژی برای پیدا کردن زیردریایی ها استفاده می کنند، کشتی های ماهیگیری از سونار برای یافتن محل تجمع ماهی ها استفاده می کنند و دانشمندان هم برای نقشه برداری کف اقیانوس و پیدا کردن باقیمانده کشتی های غرق شده بهره می گیرند. خیلی از حیوانات مثل بعضی از انواع نهنگ  و دلفین نیز از سونار طبیعی  برای شکار و مسیر یابی در آب های عمیق استفاده می کنند.

عکس برداری فراصوت

همه خوبی های صدا در بخش قابل شنیدنش نیست. التراساند یا فراصوت که به صداهای بالاتر از 20 کیلوهرتز گفته می شود سالیان سال است که در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد.در سونوگرافی یا عکاسی التراساند، با استفاده از امواج پر فرکانس بین یک تا ده مگاهرتز، ساختار اندام های داخلی را نمایش می دهند.یک فرستنده امواج صدا را به بافت فرستاده و اکو را دریافت می کند و به این علت مرز بین بافت ها مشخص می شود. کامپیوتر با استفاده از سیگنال های دریافتی عکسی از ساختار داخلی مشخص می کند. سونوگرافی به طور عمده در تشخیص حاملگی زنان استفاده می شود اما در عکسبرداری از قلب، اندام های شکم، رگ های خونی، تیروئید، ماهیچه ها و جاهای دیگر نیز کاربرد دارند. حتی وسیله های تخصصی به اسم التراساند دوپلر هستند که  اندازه جریان خون را با تغییر فرکانس در اکوی خون در حال جریان محاسبه می کنند.

عکس برداری التراساند، یک عکسبرداری تهاجمی نیست و بر خلاف اشعه ایکس ضرری برای بیمار ندارد همچنین امواج متمرکز التراساند می توانند سنگ کلیه را نیز بشکونند و فقط در عکاسی مورد استفاده قرار نمی گیرند.

التراساند در صنعت نیز برای یافتن شکاف های سازه های فلزی و حتی تمیز کردن اجسام استفاده می شود. این کاربرد ها بیانگر این هستند که صدا حتی خارج از محدوده شنوایی چه فواید و کاربرد هایی برای ما می تواند داشته باشد.

پژواک یابی حیوانات

در طبیعت، چندین موجود از اکوی صدا برای مسیر یابی و شکار استفاده می کنند که معروف ترین آن ها خفاش هستند. در شب خفاش ها صدای التراساند بین 30 تا 100 کیلوهرتز را از خود گسیل می کنند که بعد از رسیدن اکو آن صدا، مغز آن ها به دقت می تواند جای اجسام مختلف را تحلیل و نقطه یابی کند. با این توانایی خفاش ها قادر به گیدا کردن حشراتی به اندازه پشه هستند و می توانند تا دویست بار بر ثانیه این صدای التراساند را به محیط بفرستند.

جالبه بدونید انسان ها نیز می توانند این توانایی را تا حدی در خود پرورش دهند بعضی از افراد نابینا،  با تمرین به مهارت صدای زبانی سریع رسیدند و با گوش دادن به بازتاب ان متوجه بعضی اجسام و موانع اطراف مثل دیوار یا در می شوند. البته پژواک یابی انسان ها قطعا به دقت دلفین و خفاش نیست اما وجود این توانایی در انسان یکی از کشفیات شگفت انگیز است.

در انی مقاله با هم فیزیک مولکول های در حال حرکت هوا را بررسی، و بیولوژی گوش انسان را مورد کنکاش قرار دادیم همچنین درباره کاربرد ها و استراتژی هایی که انسان ها و حیوانات برای کارگیری صدا استفاده می کنند مطلب نوشتیم. صدا هم یک پدیده فیزیکیست هم یک پدیده حسی که بخش بزرگی از ارتباطات، فرهنگ و زندگی ما انسان ها را تشکیل داده است.