ارتباط صوت و ارتعاش
تجربیات یومیه نشان می‌دهد که احساس شنیدن وقتی برای ما پیدا می‌شود که شی که در مجاورت ما واقع شده است به ارتعاش در آید. مثلاً اگر پهلوی ما جامی فلزی قرار داشته باشد چنانچه با یک قطعه فلز به بدنه جام بزنیم صدایی از آن به گوش می‌رسد، و اگر با دقت به آن نگاه کنیم ملاحظه می‌گردد که در حین صدا دادن لبه جام غیر واضح می‌باشد و این علامت ارتعاش سریع است.
اگر در این هنگام پاندول سبک وزن ساده‌ای را به بدنه جام نزدیک کنیم ضربه‌های پشت سر هم بدنه جام را روی پاندول که دلیل ارتعاش آن است بخوبی مشاهده می‌کنیم. اما بعضی اوقات ارتعاش به اندازه‌ای سریع است که با چشم دیده نمی‌شود و باید با وسایل مختلف از قبیل وسیله فوق وجود آنرا در اجسام ظاهر ساخت.
علاوه بر آزمایش‌های مربوط به هوا جامدات و مایعات نیز برای صوت ناقل خوبی هستند. هر کس می‌داند که با گذاشتن گوش خود بزمین می‌تواند حرکت عابرین پیاده و چهارپایان را از مسافت نسبتاً زیادی بشنود. همچنین اگر گوش خود را به ریل راه آهن بچسبانیم حرکت لکوموتیو و قطار را ممکن است از چندین کیلومتر بشنویم. خاصیت انتقال صوت در جامدات و مایعات قویتر از خاصیت مزبور در گازها می‌باشد.
اغلب دیده‌ایم که با وجودیکه پهلوی ریل راه آهن ایستاده‌ایم، صدای حرکت قطاری را که دور از ما واقع شده است نمی‌شنویم، و اگر بخواهیم صدای حرکت قطار مزبور را بشنویم یا باید گوش خود را به ریل بچسبانیم و یا اینکه یک سر میله چوبی و یا فلزی را به ریل چسبانده و سر دیگر را روی گوش خود بگذاریم، طوریکه در هر دو حالت استخوان خارجی گوش به ارتعاش در آید. به همین دلیل است که دیاپازون را روی جعبه مخصوص قرار می‌دهند تا صدایش قوی شود.
صدا نتیجه ارتعاش یک جسم است و در محیط مادی (هوا یا آب) به صورت موج انتشار می‌یابد و ما در دستگاه شنوایی مان آن را با فعل و انفعالات فیزیولوژیک درک می‌کنیم.
بسامد: تعداد حرکت نوسانی را در مدت زمان معین بسامد می‌نامند.(هر حرکت کامل نوسانی تناوب نامیده می‌شود). زمان اندازه‌گیری نوسان‌ها ثانیه می‌باشد و تعدادشان با واحد هرتز مشخص می‌شود. ثانیه/تعداد نوسان Hz=
هرقدر بسامد صدا بیشتر باشد یعنی حرکت ارتعاشی تندتر باشد صدای حاصل زیرتر و هرقدر بسامد آن کمتر باشد بم تر خواهد بود. اما گوش انسان تنها قادر به شنیدن صداها در بازه بسامدی بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰هرتز می‌باشد.
برای تولید و انتشارات امواج آکوستیکی، ارتعاشهایی را که سبب تولید و انتقال موجهای آکوستیکی می‌شوند بر حسب حدود فرکانسشان به سه دسته تقسیم می‌شوند: ارتعاشهای صوتی که در ایجاد صدا موثرند و با گوش شنیده می‌شوند. حدود فرکانس ارتعاشهایی از این نوع که در ایجاد صدا موثرند و با گوش شنیده می‌شوند، بین ۲۰ الی ۱۵۰۰۰ سیکل بر ثانیه می‌باشد. ارتعاشهای فراصوتی از فرکانسهای ۱۵۰۰۰ سیکل بر ثانیه به بالا و ارتعاشهای فروصوتی، از فرکانسهای ۲۰ سیکل بر ثانیه به پایین.
طول موج: جسم مرتعش هر تناوب کامل را در مدت زمانی مشخص انجام می‌دهد. واحد طول موج متر بوده و هرچه این مقدار کوتاهتر باشد صدا زیرتر و در صورت بلند بودن صدا بم تر می‌باشد.
دامنه: حداکثر مسافتی که جسم مرتعش از نقطه تعادل خود در وسط به دو طرف (نقاط اوج) طی می‌کند. . دامنه بیانی از شدت صداست. هرچه دامنه صدا بلندتر صدا شدیدتر و در صورت کوتاه بودن صدا ضعیف تر است.
شدت صوت:احساس بلندی و کوتاهی صدا مربوط به انرژی حمل شده با امواج صوتی است و بر حسب واحد دسی بل می‌باشد که یک واحد مقایسه‌ای است و عبارت است از ده برابر log نسبت شدت صدای مورد نظر به شدت یک سطح مقایسه‌ای که بطور قراردادی صدایی است که دارای ۰۰۰۲/۰ میکرو بار فشار بوده و به عنوان آستانه شنوایی در انسان در نظر گرفته می‌شود.
فرکانس شنوایی انسان بین۲۰۰۰۰ – ۲۰ سیکل در ثانیه انجام می‌شود که دارای شدتی برابرا ۶۰ – ۳۰ دسی بل می‌باشد.
تفاوت بلندی و شدت صوت: شدت صوت یک کمیت فیزیکی است اما بلندی صوت یک خاصیت فیزیولوژیکی که علاوه بر شدت صوت به گوش انسان نیز بستگی دارد.
نوفه: نوفه یا سر و صدا واژه‌ای است که برای توضیح وضعیت صدا در زمان‌های به خصوص به کار می‌رود. صدا، تعریف نوفه بر اساس جنبه‌های فیزیکی صدا ممکن نیست، چرا که یک صدا می‌تواند در یک لحظه “خواسته” باشد، در صورتی که در شرایط دیگر یا برای همان افراد “ناخواسته” باشد و به عنوان نوفه تلقی شود و لذا به دلیل مطرح شدن عوامل ذهنی و فیزیولوژیکی و حالات درونی ارائه تعریف برای آن مشکل است. اما به طور کلی به صداهای ناخواسته یا آزاردهنده که به هر دلیلی بر فعالیت‌های روزانه ما اثر منفی بگذارد، نوفه گفته می‌شود. صداها زمانی ناخواسته گفته می‌شود که: – صحبت کردن و برقراری ارتباط میان افراد را تحت تأثیر قرار دهند. – در فرایندهای فکر کردن و تمرکز فکری اختلال ایجاد کنند. – از انجام مناسب فعالیت‌ها جلوگیری نمایند.
شیوش (طنین یا رنگ صوتی): صداهای موسیقیایی و سازها دارای شیوش خاص خود هستند و علت تشخیص صدای سازها از یکدیگر در حال نواختن یک نت مشترک همین امر است. صدای بی شیوش منحنی سینوسی دارد و منظم است.
هارمونیک (موج فرعی): صدای شما ترکیبی از چند موج صوتی است. دانشمندان هر موج صوتی را “هارمونیک” می‌نامند. مجموع این هارمونیک‌ها، صدای شما را به شکل یک موج پیچیدهٔ صوتی تشکیل می‌دهند. تفاوت صدای افراد ناشی از تفاوت در همین هارمونیک‌ها می‌باشد.
نواک: بیانی از زیر یا بم بودن یک صداست. بعضی صداهای غیر موسیقیایی شیوش دارند اما تشخیص نواک در آنها مشکل می‌باشد. مانند صدای باران
پژواک: وقتی داخل یک سالن بزرگ و یا یک معبد با صدای بلند سخن می‌گوییم، انعکاس صدای خود را پی در پی می‌شنویم. به این پدیده اکو یا پژواک می‌گویند .. پژواک زمانی تولید می‌گردد که از موانع انعکاس یابند. اما همه اشیا صوت را منعکس نمی‌کنند. برخی از اشیا مثل چوب، جوت (کنف هندی)، مقوای نازک وموارد دیگر صوت را جذب می‌کنند. جهت شنیدن پژواک لازم است که مانع منعکس کننده صوت در فاصله حداقل ۱۷متری از منبع صوتی قرار گیرد. زیرا اثر صوت به مدت یک دهم ثانیه در گوش ما پدیدار می‌ماند. اگر یک سیگنال صوتی به گوش ما برسد، وبه دنبال آن در یک دهم ثانیه سیگنال صوتی دیگری نیز به گوشمان واردشود، سیستم شنوایی گوش، آن را تشخیص نخواهد داد. سرعت صوت ۳۴۰ متر در ثانیه می‌باشد.
پس آوا: مدت دوام آوا پس از خاموش شدن سرچشمه آوا را پس آوا گویندکه کمیتی قابل محاسبه است. هرپه پس آوا در یک فضا بیشتر باشد وضوح کمتر است.(طنین)
آکوستیک در یک فضا
تصور کنید در شکل مقابل در نقطه سبز رنگ یک منبع صوتی وجود دارد که می‌تواند بلندگوهای یک دستگاه پخش، نوازنده یک ساز، خواننده و یا یک ارکستر باشد. برای سادگی بررسی فرض می‌کنیم نسبت منبع صوتی به فضای اتاق آنقدر کم است که می‌توان آنرا یک منبع نقطه‌ای صوت در نظر گرفت.
انرژی انعکاسهای صوت با توجه به مسیری که طی می‌کنند بتدریج کاسته می‌شود.
امواج صوتی هنگام برخورد به موانع با زاویه تابش نسبت به خط مماس بر نقطه برخورد بازتابیده خواهند شد. بنابراین به دلیل اینکه این اتاق دارای چهار دیوار است، چهار بازتابش داریم که همان صوت تولید شده را پس از طی مسافت طولانی تری به گوش شنونده می رسانند. به عبارت دیگر هرچه از منبع بیشتر دور شویم انرژی صوتی کمتر خواهد شد. بنابراین مشخص است که بازتابشهایی از منبع اصلی صوت که مسافت بیشتری را برای رسیدن به گوش شنونده طی می‌کنند؛ اولآ دیرتر به گوش شنونده می‌رسند و ثانیآ حامل انرژی کمتری هستند.
نکات مهم
صوت در دو نوع مستقیم و غیر مستقیم دریافت می‌شود. صداهای مستقیم در یک فرم کروی انتقال یافته و از منبع به طور مستقیم به شنونده می‌رسند و این فرم کروی در حرکت باعث می‌شود در تمام جهت‌ها در یک زمان مشخص حرکت داشته باشد. در حالت غیر مستقیم صدا در اثر برخورد با یک سطح بازگشت یافته و سپس به دریافت کننده می‌رسد. صدا هم‌زمان که از مسیرهای مختلف خارج می‌گردد دریافت می‌شود.
کنترل آکوستیکی به معنی کنترل انتشار مستقیم و غیر مستقیم (مسیرهای ثانویه) توسط صوت است. برای فراهم نمودن یک صدای خوب در محیط باید به سه نکته توجه ویژه داشت اول کنترل و رسیدن صدای خوب به هر شخص به صورت مستقیم است که این موضوع خود بیانی از مباحث انتشار و بازگشت و کم کردن مدت زمان طنین جهت جلوگیری از هم پوشانی شدن صداها توسط یکدیگر است. دوم جلوگیری از ایجاد نویز یا نوفه بوده که از طریق انتخاب سایت مناسب دور از آلودگی صوتی، دیوارهای دوجداره، مصالح جاذب و دورسازی تاسیسات از چنین محیط‌هایی و همچنین قرار دادن فضاهای واسطه‌ای چون کریدور و انبار میان محیط خارج و فضاهای شنوایی است. و سوم استفاده از سیستم‌های صوتی ایده‌آل می‌باشد. که در واقع تقویت صدا توسط بکار گیری میکروفونها و بلندگوها و آمپلی فایرها با تعبیه یک اتاق کنترل است. که بسته به نوع بکارگیری متفاوت بوده و از سیستم‌های مختلفی می‌توان بهره برد.
آزمون انتشار امواج صوتی
آزمون انتشار امواج صوتی (به انگلیسی: Acoustic Emission) یکی از روش‌های آزمون‌های غیر مخرب است. وقتی که ماده‌ای جامد تحت تنش می‌باشد، عیوب موجود در آن باعث ایجاد امواج صوتی با فرکانس بالا می‌گردند. این امواج در ماده منتشر شده و می‌توان توسط حسگرهای خاصی آنها را دریافت کرد و با تجزیه و تحلیل این امواج می‌توان نوع عیب، مکان و شدت آن را تعیین نمود.
فروصوت
فروصوت (به انگلیسی: Infrasound) به امواج صوتی گفته می‌شود که دارای بسامدی کمتر از حد پایین محدودهٔ بسامد قابل شنیدن انسان هستند.
بازه فرکانسی شنوایی انسان حدوداً بین ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است، بنابراین صداهای با فرکانس کمتر از ۲۰ هرتز که انسان آنها را نمی‌شنود، فروصوت نامیده می‌شود.
دیوار صوتی
در هوانوردی، دیوار صوتی(به انگلیسی: sound barrier) نقطه‌ای است که متحرک اگر بخواهد به مافوق صوت برسد باید از آن عبور کند. اولین بار در دهه ۱۹۵۰ دیوارهای صوتی شکسته شدند. شکسته‌شدن دیوار صوتی همراه با صدایی بلند است.
تاریخچه
برخی از شلاق‌های معمول، مانند شلاق چرمی قادر به حرکت سریع تر از صداهستند. نوک شلاق دیوار صوتی را می‌شکند و باعث ایجاد صدای شکست تیزی می‌شود. به معنی دیگر شکست صوت. اسلحه‌های گرم پس از قرن نوزدهم به طور کلی تا به حال بالای سرعت صوت کار کره‌اند.
عوامل موثر
سرعت صوت بسته به چگالی دما و رطوبت (در مورد هوا) متفاوت است. به طور مثال سرعت صوت در هوای ۲۰ درجه سانتی گراد ۱۲۲۴ کیلومتر بر ساعت، در آب معمولی ۵۳۷۵ کیلومتر بر ساعت و در الماس ۴۳۲۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌باشد. واحد سرعت صوت ماخ نام دارد که معادل ۱۲۲۴ کیلومتر بر ساعت است و هر جسم که بخواهد دیوار صوتی را بشکند باید از این سرعت فراتر رود و استحکام کافی برای متلاشی نشدن را داشته باشد.
اغلب جنگنده‌های امروزی و چند بمب افکن (مانند B-1) توانایی این کار را دارند.
تنها یک وسیله سرنشین دار روی زمین از این سرعت فراتر رفته که تراست اس‌اس‌سی نام دارد و محصول مشترک ایالات متحده امریکا و انگلستان است که با رانندگی اندی گرین (andy green) نام خود را برای همیشه ماندگار کرد.
عامل ایجاد دیوار صوتی
امواج ضربه‌ای یا Shockwaves در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربه‌ای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که می‌تواند به لایه‌های دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید. برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته می‌شود، موجهایی در آب بوجود می‌آیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایه‌ای از ملکولهای آب است که قادر به انتقال به لایه‌های دیگر نیز می‌باشد، و امواج ضربه‌ای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آنها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل می‌شوند.
در سرعتهای نزدیک سرعت صوت، فرضیه غیر قابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به ۱۶٪ در می‌رسد، که مقداری غیر قابل چشم پوشی است. در این سرعتها هوای جلوی بال یا لبه حمله به شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به طرز قابل توجهی افزایش می‌یابد، همین مسأله، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربه‌ای است. هواپیما با حرکت خود در هوا، نظم فشار هوای محیط را برهم می‌زند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل اینکه این امواج با سرعت صوت حرکت می‌کنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور می‌شوند.
اما کم‌کم، با نزدیک شدن به سرعتهای ترانسونیک و حدود سرعت صوت، این امواج فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و در جلوی بال متراکم می‌شوند. در مناطقی از بدنه هواپیما که سطوح ناموزونی نسبت به جهت حرکت هواپیما دارد، سرعت گذر هوا افزایش یافته و بر اساس اصل برنولی، با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش می‌یابد. در چنین سرعتهایی، هوای اطراف این سطوح به سرعت صوت می‌رسد، گر چه هواپیما هنوز به سرعت صوت نرسیده باشد. در نتیجه رسیدن بعضی سطوح به سرعت صوت، امواج ضربه‌ای تولید شده و درگ یا پسای فراوانی را قبل از رسیدن به سرعت صوت تولید می‌کنند، که همین مسأله گذر از دیوار صوتی را مشکل می‌نماید.
صدای انفجار
امواج حاصله از حرکت هواپیما یا صدای تولید شده در اثر حرکت، هر بار در سرعتهای زیر سرعت صوت از هواپیما دور شده و به گوش شنونده می‌رسد. اما با رسیدن هواپیما به سرعت صوت، این صداها دیگر فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و کلاً در جلوی هواپیما جمع می‌شوند. با گذر از سرعت صوت، صدایی چند ده برابر شده از حرکت هواپیما باهم به گوش شنونده می‌رسد که مانند یک انفجار شدید یا صدای رعد و برقی بسیار قدرتمند می‌باشد. شاید در تصاویر هواپیماهای در حال گذر از دیوار صوتی، هاله‌ای سفید رنگ را در اطراف هواپیما مشاهده کرده باشید. در هنگام گذر از دیوار صوتی، اگر هواپیما نزدیک به زمین و در محیطی مرطوب با درصد بخار آب زیاد باشد، بخار آب هوا در اثر امواج ضربه‌ای فشرده شده و ابر سفیدی را برای چند ثانیه پدید می‌آورند که همان هاله سفید رنگ قابل روئیت در تصاویر است. اما از امواج ضربه‌ای در موتورهای جت نیز استفاده می‌شود. بدین گونه که، هوا ورودی در موتورهای جت، اگر هواپیما با سرعتهای بالای صوت پرواز نماید، باید زیر سرعت صوت باشد تا قابلیت احتراق را در موتور داشته باشد.
شکستن دیوار صوتی به عنوان یک پرتابهٔ انسان
در ژانویه ۲۰۱۰، فلیکس باومگارتنر با کار در یک تیم از دانشمندان حمایت شده توسط "نوشابه‌های رد بول" برای کسب بالاترین رکورد در سقوط آزاد از آسمان تلاش کردند. این پروژه برای دیدن شکست دیوار صوتی توسط باومگارتنر با پرش از ارتفاع ۳۶،۵۸۰ متری از یک بالون هلیوم بعنوان اولین چتر باز تلاش می‌کند. پرش در تاریخ نهم اکتبر ۲۰۱۲ برنامه ریزی شده بود، اما به دلیل نامساعد بودن هوا لغو شد و پس از آن کپسول در ۱۴ اکتبر به فضا پرتاب شد.
سرعت فراصوت
سرعت فراصوت به سرعتی گفته می‌شود که از سرعت صوت (۳۴۳ متر بر ثانیه) بیشتر باشد. واحد سرعت فراصوت «ماخ» است و به تعداد ضریب سرعت می‌گویند مثلاً صدا یک ماخ سرعت دارد.
خصوصیات صوت و دیوار صوتی
خصوصیات صوت و دیوار صوتی چیست و چرا گذر از آن نیازمند قدرت و کشش و توانایی زیادی است. صوت، در شرایط عادی (دما، فشار و … معمولی) در سطح دریا دارای سرعتی معادل ۳۴۰ متر بر ثانیه‌است که این سرعت، با افزایش ارتفاع و کاهش فشار و تراکم هوا، کاهش یافته و در ارتفاعات بالاتر، صوت فواصل را با سرعت کمتری می‌پیماید. این مسئله بدین صورت است که صوت از طریق ضربات ملکولهای هوا به یکدیگر و انتقال انرژی آنها فضا را طی می‌کند و هر چه تعداد مولکولها در یک حجم معین بیشتر باشند، انتقال انرژی زودتر صورت پذیرفته و صوت با سرعت بیشتری انتقال می‌یابد؛ چنانکه سرعت صوت در مایعات بیشتر از هوا و در جامدات بسیار بیشتر از مایعات و هوا و معادل ۶۰۰۰ کیلومتر بر ساعت است.
پس در نتیجه افزایش ارتفاع، تعداد ملکولها در یک حجم معین کاهش یافته و صوت با سرعت کمتری فضا را می‌پیماید. دیوار صوتی، شیئی فیزیکی و قابل روئیت نیست؛ بلکه به دلیل اینکه گذشتن از سرعت صوت نیازمند توان بسیار بالای موتور و آیرودینامیک بسیار خوب می‌باشد، این حد را یک مانع برای رسیدن به سرعتهای بالاتر دانسته و از آن به نام دیوار صوتی یاد می‌کنند. عدد ماخ، در حقیقت همان نسبت سرعت شیء پرنده یا همان هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی اتریشی که برای اولین بار چنین مقیاسی را در نظر گرفت، آن را «ماخ» نام نهادند. پس عدد ماخ، کمیتی متغیر است و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار، تغییر کرده و کاهش یا افزایش می‌یابد.
عامل ایجاد دیوار صوتی
امواج شوک (Shockwaves) در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربه‌ای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که می‌تواند به لایه‌های دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید. برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته می‌شود، موجهایی در آب بوجود می‌آیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایه‌ای از ملکولهای آب است که قادر به انتقال به لایه‌های دیگر نیز می‌باشد، و امواج ضربه‌ای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آنها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل می‌شوند.
عدد ماخ بحرانی
به سرعتی که در آن حداقل یکی از سطوح هواپیما به سرعت صوت رسیده باشد، گر چه این پدیده در مورد خود هواپیما صادق نباشد، عدد ماخ بحرانی (Critical Mach Number) می‌گویند. عدد ماخ بحرانی را می‌توان به سرعتی که نمودار پسا در مقابل سرعت سیر صعودی می‌گیرد، نیز تعریف نمود. در این سرعت، فرامین هواپیما کم‌کم شروع به درست جواب ندادن کرده و حالتی شبیه به کوبیدن بر روی بال توسط امواج ضربه‌ای بوجود می‌آید که با گذر از دیوار صوتی، فرامین هواپیما به حالت طبیعی خود باز می‌گردند.
اثرات شکست دیوار صوتی
امواج ضربه‌ای توسط هواپیما در سرعت صوت، بسیار قدرتمند می‌باشند، چنانکه در صورت پرواز هواپیما نزدیک به زمین و گذر آن از دیوار صوتی، امواج ضربه‌ای با منتهای قدرت به اجسام زمینی مانند شیشه‌های منازل و ساختمانها برخورد نموده و باعث شکستن آنها می‌شود، یا حتی اگر شخصی در معرض امواج ضربه‌ای بطور مستقیم قرار گیرد، احتمال از دست دادن شنوایی و پاره شدن پرده گوش بسیار است.
از امواج ضربه‌ای، در بمبها و تسلیحات دیگر نیز استفاده می‌شود. بمبها با یک افزایش دما و فشار ناگهانی در لایه‌هایی از هوا، امواج ضربه‌ای بوجود آورده که از طریق هوا انتقال یافته و باعث شکستن شیشه‌ها و تخریب دیوارها نیز می‌شود. اگر شخصی در فاصله‌ای نسبتاً نزدیک در فضایی تهی از هوا و خلاء، حتی نزدیک یک بمب ده تنی ایستاده باشد، بر فرض منفجر کردن بمب، آسیبی به وی نخواهد رسید، چون هوایی برای انتقال امواج ضربه‌ای وجود ندارد.
به دلیل تولید امواج ضربه‌ای در سرعتهای حدود سرعت صوت، خلبانان سعی می‌کنند فقط مدت کوتاهی در چنین سرعتهایی ترانسونیک پرواز کرده و به زودی از دیوار صوتی گذر کنند، چون پرواز در این سرعتها نیروی بسیار زیاد موتور در نیتجه افزایش فوق العاده میزان مصرف سوخت را در پی دارد.
نویز
نویز (به انگلیسی: Noise) در الکترونیک به سیگنال‌های تصادفی و غیر مطلوب می‌گویند که با سیگنال اصلی جمع شده و آن را از شکل اصلی خارج می‌کند. نویز بسته به منبع خود دارای انواع مختلف است. از آن جمله می‌توان به نویز حرارتی اشاره کرد.
خودرو
خودرو همچنین اتومبیل یا ماشین و به زبان فارسی دری «موتِر» به وسیله نقلیه چرخداری گفته می‌شود که موتور خود را حمل می‌کند.
خودرو به وسایلی گفته می‌شود که بدون ارتباط با وسیله دیگر و به کمک نیروی ماشینی خود، قادر به حرکت باشد.
دید کلی
اصولاً برای تمام وسایلی که دارای منبع قدرت باشند و به خودی خود بتوانند حرکت کنند، می‌توان واژهٔ خودرو را بکار برد. لیکن کاربرد این واژه در زبان ما دارای محدوده مشخصی است که معمولاً به وسایل متحرکی گفته می‌شود که همگی دارای حرکت بوده و با زمین در تماس هستند.
تجربیات یومیه نشان می‌دهد که احساس شنیدن وقتی برای ما پیدا می‌شود که شی که در مجاورت ما واقع شده است به ارتعاش در آید. مثلاً اگر پهلوی ما جامی فلزی قرار داشته باشد چنانچه با یک قطعه فلز به بدنه جام بزنیم صدایی از آن به گوش می‌رسد، و اگر با دقت به آن نگاه کنیم ملاحظه می‌گردد که در حین صدا دادن لبه جام غیر واضح می‌باشد و این علامت ارتعاش سریع است.
اگر در این هنگام پاندول سبک وزن ساده‌ای را به بدنه جام نزدیک کنیم ضربه‌های پشت سر هم بدنه جام را روی پاندول که دلیل ارتعاش آن است بخوبی مشاهده می‌کنیم. اما بعضی اوقات ارتعاش به اندازه‌ای سریع است که با چشم دیده نمی‌شود و باید با وسایل مختلف از قبیل وسیله فوق وجود آنرا در اجسام ظاهر ساخت.
علاوه بر آزمایش‌های مربوط به هوا جامدات و مایعات نیز برای صوت ناقل خوبی هستند. هر کس می‌داند که با گذاشتن گوش خود بزمین می‌تواند حرکت عابرین پیاده و چهارپایان را از مسافت نسبتاً زیادی بشنود. همچنین اگر گوش خود را به ریل راه آهن بچسبانیم حرکت لکوموتیو و قطار را ممکن است از چندین کیلومتر بشنویم. خاصیت انتقال صوت در جامدات و مایعات قویتر از خاصیت مزبور در گازها می‌باشد.
اغلب دیده‌ایم که با وجودیکه پهلوی ریل راه آهن ایستاده‌ایم، صدای حرکت قطاری را که دور از ما واقع شده است نمی‌شنویم، و اگر بخواهیم صدای حرکت قطار مزبور را بشنویم یا باید گوش خود را به ریل بچسبانیم و یا اینکه یک سر میله چوبی و یا فلزی را به ریل چسبانده و سر دیگر را روی گوش خود بگذاریم، طوریکه در هر دو حالت استخوان خارجی گوش به ارتعاش در آید. به همین دلیل است که دیاپازون را روی جعبه مخصوص قرار می‌دهند تا صدایش قوی شود.
صدا نتیجه ارتعاش یک جسم است و در محیط مادی (هوا یا آب) به صورت موج انتشار می‌یابد و ما در دستگاه شنوایی مان آن را با فعل و انفعالات فیزیولوژیک درک می‌کنیم.
بسامد: تعداد حرکت نوسانی را در مدت زمان معین بسامد می‌نامند.(هر حرکت کامل نوسانی تناوب نامیده می‌شود). زمان اندازه‌گیری نوسان‌ها ثانیه می‌باشد و تعدادشان با واحد هرتز مشخص می‌شود. ثانیه/تعداد نوسان Hz=
هرقدر بسامد صدا بیشتر باشد یعنی حرکت ارتعاشی تندتر باشد صدای حاصل زیرتر و هرقدر بسامد آن کمتر باشد بم تر خواهد بود. اما گوش انسان تنها قادر به شنیدن صداها در بازه بسامدی بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰هرتز می‌باشد.
برای تولید و انتشارات امواج آکوستیکی، ارتعاشهایی را که سبب تولید و انتقال موجهای آکوستیکی می‌شوند بر حسب حدود فرکانسشان به سه دسته تقسیم می‌شوند: ارتعاشهای صوتی که در ایجاد صدا موثرند و با گوش شنیده می‌شوند. حدود فرکانس ارتعاشهایی از این نوع که در ایجاد صدا موثرند و با گوش شنیده می‌شوند، بین ۲۰ الی ۱۵۰۰۰ سیکل بر ثانیه می‌باشد. ارتعاشهای فراصوتی از فرکانسهای ۱۵۰۰۰ سیکل بر ثانیه به بالا و ارتعاشهای فروصوتی، از فرکانسهای ۲۰ سیکل بر ثانیه به پایین.
طول موج: جسم مرتعش هر تناوب کامل را در مدت زمانی مشخص انجام می‌دهد. واحد طول موج متر بوده و هرچه این مقدار کوتاهتر باشد صدا زیرتر و در صورت بلند بودن صدا بم تر می‌باشد.
دامنه: حداکثر مسافتی که جسم مرتعش از نقطه تعادل خود در وسط به دو طرف (نقاط اوج) طی می‌کند. . دامنه بیانی از شدت صداست. هرچه دامنه صدا بلندتر صدا شدیدتر و در صورت کوتاه بودن صدا ضعیف تر است.
شدت صوت:احساس بلندی و کوتاهی صدا مربوط به انرژی حمل شده با امواج صوتی است و بر حسب واحد دسی بل می‌باشد که یک واحد مقایسه‌ای است و عبارت است از ده برابر log نسبت شدت صدای مورد نظر به شدت یک سطح مقایسه‌ای که بطور قراردادی صدایی است که دارای ۰۰۰۲/۰ میکرو بار فشار بوده و به عنوان آستانه شنوایی در انسان در نظر گرفته می‌شود.
فرکانس شنوایی انسان بین۲۰۰۰۰ – ۲۰ سیکل در ثانیه انجام می‌شود که دارای شدتی برابرا ۶۰ – ۳۰ دسی بل می‌باشد.
تفاوت بلندی و شدت صوت: شدت صوت یک کمیت فیزیکی است اما بلندی صوت یک خاصیت فیزیولوژیکی که علاوه بر شدت صوت به گوش انسان نیز بستگی دارد.
نوفه: نوفه یا سر و صدا واژه‌ای است که برای توضیح وضعیت صدا در زمان‌های به خصوص به کار می‌رود. صدا، تعریف نوفه بر اساس جنبه‌های فیزیکی صدا ممکن نیست، چرا که یک صدا می‌تواند در یک لحظه “خواسته” باشد، در صورتی که در شرایط دیگر یا برای همان افراد “ناخواسته” باشد و به عنوان نوفه تلقی شود و لذا به دلیل مطرح شدن عوامل ذهنی و فیزیولوژیکی و حالات درونی ارائه تعریف برای آن مشکل است. اما به طور کلی به صداهای ناخواسته یا آزاردهنده که به هر دلیلی بر فعالیت‌های روزانه ما اثر منفی بگذارد، نوفه گفته می‌شود. صداها زمانی ناخواسته گفته می‌شود که: – صحبت کردن و برقراری ارتباط میان افراد را تحت تأثیر قرار دهند. – در فرایندهای فکر کردن و تمرکز فکری اختلال ایجاد کنند. – از انجام مناسب فعالیت‌ها جلوگیری نمایند.
شیوش (طنین یا رنگ صوتی): صداهای موسیقیایی و سازها دارای شیوش خاص خود هستند و علت تشخیص صدای سازها از یکدیگر در حال نواختن یک نت مشترک همین امر است. صدای بی شیوش منحنی سینوسی دارد و منظم است.
هارمونیک (موج فرعی): صدای شما ترکیبی از چند موج صوتی است. دانشمندان هر موج صوتی را “هارمونیک” می‌نامند. مجموع این هارمونیک‌ها، صدای شما را به شکل یک موج پیچیدهٔ صوتی تشکیل می‌دهند. تفاوت صدای افراد ناشی از تفاوت در همین هارمونیک‌ها می‌باشد.
نواک: بیانی از زیر یا بم بودن یک صداست. بعضی صداهای غیر موسیقیایی شیوش دارند اما تشخیص نواک در آنها مشکل می‌باشد. مانند صدای باران
پژواک: وقتی داخل یک سالن بزرگ و یا یک معبد با صدای بلند سخن می‌گوییم، انعکاس صدای خود را پی در پی می‌شنویم. به این پدیده اکو یا پژواک می‌گویند .. پژواک زمانی تولید می‌گردد که از موانع انعکاس یابند. اما همه اشیا صوت را منعکس نمی‌کنند. برخی از اشیا مثل چوب، جوت (کنف هندی)، مقوای نازک وموارد دیگر صوت را جذب می‌کنند. جهت شنیدن پژواک لازم است که مانع منعکس کننده صوت در فاصله حداقل ۱۷متری از منبع صوتی قرار گیرد. زیرا اثر صوت به مدت یک دهم ثانیه در گوش ما پدیدار می‌ماند. اگر یک سیگنال صوتی به گوش ما برسد، وبه دنبال آن در یک دهم ثانیه سیگنال صوتی دیگری نیز به گوشمان واردشود، سیستم شنوایی گوش، آن را تشخیص نخواهد داد. سرعت صوت ۳۴۰ متر در ثانیه می‌باشد.
پس آوا: مدت دوام آوا پس از خاموش شدن سرچشمه آوا را پس آوا گویندکه کمیتی قابل محاسبه است. هرپه پس آوا در یک فضا بیشتر باشد وضوح کمتر است.(طنین)
آکوستیک در یک فضا
تصور کنید در شکل مقابل در نقطه سبز رنگ یک منبع صوتی وجود دارد که می‌تواند بلندگوهای یک دستگاه پخش، نوازنده یک ساز، خواننده و یا یک ارکستر باشد. برای سادگی بررسی فرض می‌کنیم نسبت منبع صوتی به فضای اتاق آنقدر کم است که می‌توان آنرا یک منبع نقطه‌ای صوت در نظر گرفت.
انرژی انعکاسهای صوت با توجه به مسیری که طی می‌کنند بتدریج کاسته می‌شود.
امواج صوتی هنگام برخورد به موانع با زاویه تابش نسبت به خط مماس بر نقطه برخورد بازتابیده خواهند شد. بنابراین به دلیل اینکه این اتاق دارای چهار دیوار است، چهار بازتابش داریم که همان صوت تولید شده را پس از طی مسافت طولانی تری به گوش شنونده می رسانند. به عبارت دیگر هرچه از منبع بیشتر دور شویم انرژی صوتی کمتر خواهد شد. بنابراین مشخص است که بازتابشهایی از منبع اصلی صوت که مسافت بیشتری را برای رسیدن به گوش شنونده طی می‌کنند؛ اولآ دیرتر به گوش شنونده می‌رسند و ثانیآ حامل انرژی کمتری هستند.
نکات مهم
صوت در دو نوع مستقیم و غیر مستقیم دریافت می‌شود. صداهای مستقیم در یک فرم کروی انتقال یافته و از منبع به طور مستقیم به شنونده می‌رسند و این فرم کروی در حرکت باعث می‌شود در تمام جهت‌ها در یک زمان مشخص حرکت داشته باشد. در حالت غیر مستقیم صدا در اثر برخورد با یک سطح بازگشت یافته و سپس به دریافت کننده می‌رسد. صدا هم‌زمان که از مسیرهای مختلف خارج می‌گردد دریافت می‌شود.
کنترل آکوستیکی به معنی کنترل انتشار مستقیم و غیر مستقیم (مسیرهای ثانویه) توسط صوت است. برای فراهم نمودن یک صدای خوب در محیط باید به سه نکته توجه ویژه داشت اول کنترل و رسیدن صدای خوب به هر شخص به صورت مستقیم است که این موضوع خود بیانی از مباحث انتشار و بازگشت و کم کردن مدت زمان طنین جهت جلوگیری از هم پوشانی شدن صداها توسط یکدیگر است. دوم جلوگیری از ایجاد نویز یا نوفه بوده که از طریق انتخاب سایت مناسب دور از آلودگی صوتی، دیوارهای دوجداره، مصالح جاذب و دورسازی تاسیسات از چنین محیط‌هایی و همچنین قرار دادن فضاهای واسطه‌ای چون کریدور و انبار میان محیط خارج و فضاهای شنوایی است. و سوم استفاده از سیستم‌های صوتی ایده‌آل می‌باشد. که در واقع تقویت صدا توسط بکار گیری میکروفونها و بلندگوها و آمپلی فایرها با تعبیه یک اتاق کنترل است. که بسته به نوع بکارگیری متفاوت بوده و از سیستم‌های مختلفی می‌توان بهره برد.
آزمون انتشار امواج صوتی
آزمون انتشار امواج صوتی (به انگلیسی: Acoustic Emission) یکی از روش‌های آزمون‌های غیر مخرب است. وقتی که ماده‌ای جامد تحت تنش می‌باشد، عیوب موجود در آن باعث ایجاد امواج صوتی با فرکانس بالا می‌گردند. این امواج در ماده منتشر شده و می‌توان توسط حسگرهای خاصی آنها را دریافت کرد و با تجزیه و تحلیل این امواج می‌توان نوع عیب، مکان و شدت آن را تعیین نمود.
فروصوت
فروصوت (به انگلیسی: Infrasound) به امواج صوتی گفته می‌شود که دارای بسامدی کمتر از حد پایین محدودهٔ بسامد قابل شنیدن انسان هستند.
بازه فرکانسی شنوایی انسان حدوداً بین ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است، بنابراین صداهای با فرکانس کمتر از ۲۰ هرتز که انسان آنها را نمی‌شنود، فروصوت نامیده می‌شود.
دیوار صوتی
در هوانوردی، دیوار صوتی(به انگلیسی: sound barrier) نقطه‌ای است که متحرک اگر بخواهد به مافوق صوت برسد باید از آن عبور کند. اولین بار در دهه ۱۹۵۰ دیوارهای صوتی شکسته شدند. شکسته‌شدن دیوار صوتی همراه با صدایی بلند است.
تاریخچه
برخی از شلاق‌های معمول، مانند شلاق چرمی قادر به حرکت سریع تر از صداهستند. نوک شلاق دیوار صوتی را می‌شکند و باعث ایجاد صدای شکست تیزی می‌شود. به معنی دیگر شکست صوت. اسلحه‌های گرم پس از قرن نوزدهم به طور کلی تا به حال بالای سرعت صوت کار کره‌اند.
عوامل موثر
سرعت صوت بسته به چگالی دما و رطوبت (در مورد هوا) متفاوت است. به طور مثال سرعت صوت در هوای ۲۰ درجه سانتی گراد ۱۲۲۴ کیلومتر بر ساعت، در آب معمولی ۵۳۷۵ کیلومتر بر ساعت و در الماس ۴۳۲۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌باشد. واحد سرعت صوت ماخ نام دارد که معادل ۱۲۲۴ کیلومتر بر ساعت است و هر جسم که بخواهد دیوار صوتی را بشکند باید از این سرعت فراتر رود و استحکام کافی برای متلاشی نشدن را داشته باشد.
اغلب جنگنده‌های امروزی و چند بمب افکن (مانند B-1) توانایی این کار را دارند.
تنها یک وسیله سرنشین دار روی زمین از این سرعت فراتر رفته که تراست اس‌اس‌سی نام دارد و محصول مشترک ایالات متحده امریکا و انگلستان است که با رانندگی اندی گرین (andy green) نام خود را برای همیشه ماندگار کرد.
عامل ایجاد دیوار صوتی
امواج ضربه‌ای یا Shockwaves در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربه‌ای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که می‌تواند به لایه‌های دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید. برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته می‌شود، موجهایی در آب بوجود می‌آیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایه‌ای از ملکولهای آب است که قادر به انتقال به لایه‌های دیگر نیز می‌باشد، و امواج ضربه‌ای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آنها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل می‌شوند.
در سرعتهای نزدیک سرعت صوت، فرضیه غیر قابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به ۱۶٪ در می‌رسد، که مقداری غیر قابل چشم پوشی است. در این سرعتها هوای جلوی بال یا لبه حمله به شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به طرز قابل توجهی افزایش می‌یابد، همین مسأله، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربه‌ای است. هواپیما با حرکت خود در هوا، نظم فشار هوای محیط را برهم می‌زند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل اینکه این امواج با سرعت صوت حرکت می‌کنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور می‌شوند.
اما کم‌کم، با نزدیک شدن به سرعتهای ترانسونیک و حدود سرعت صوت، این امواج فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و در جلوی بال متراکم می‌شوند. در مناطقی از بدنه هواپیما که سطوح ناموزونی نسبت به جهت حرکت هواپیما دارد، سرعت گذر هوا افزایش یافته و بر اساس اصل برنولی، با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش می‌یابد. در چنین سرعتهایی، هوای اطراف این سطوح به سرعت صوت می‌رسد، گر چه هواپیما هنوز به سرعت صوت نرسیده باشد. در نتیجه رسیدن بعضی سطوح به سرعت صوت، امواج ضربه‌ای تولید شده و درگ یا پسای فراوانی را قبل از رسیدن به سرعت صوت تولید می‌کنند، که همین مسأله گذر از دیوار صوتی را مشکل می‌نماید.
صدای انفجار
امواج حاصله از حرکت هواپیما یا صدای تولید شده در اثر حرکت، هر بار در سرعتهای زیر سرعت صوت از هواپیما دور شده و به گوش شنونده می‌رسد. اما با رسیدن هواپیما به سرعت صوت، این صداها دیگر فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و کلاً در جلوی هواپیما جمع می‌شوند. با گذر از سرعت صوت، صدایی چند ده برابر شده از حرکت هواپیما باهم به گوش شنونده می‌رسد که مانند یک انفجار شدید یا صدای رعد و برقی بسیار قدرتمند می‌باشد. شاید در تصاویر هواپیماهای در حال گذر از دیوار صوتی، هاله‌ای سفید رنگ را در اطراف هواپیما مشاهده کرده باشید. در هنگام گذر از دیوار صوتی، اگر هواپیما نزدیک به زمین و در محیطی مرطوب با درصد بخار آب زیاد باشد، بخار آب هوا در اثر امواج ضربه‌ای فشرده شده و ابر سفیدی را برای چند ثانیه پدید می‌آورند که همان هاله سفید رنگ قابل روئیت در تصاویر است. اما از امواج ضربه‌ای در موتورهای جت نیز استفاده می‌شود. بدین گونه که، هوا ورودی در موتورهای جت، اگر هواپیما با سرعتهای بالای صوت پرواز نماید، باید زیر سرعت صوت باشد تا قابلیت احتراق را در موتور داشته باشد.
شکستن دیوار صوتی به عنوان یک پرتابهٔ انسان
در ژانویه ۲۰۱۰، فلیکس باومگارتنر با کار در یک تیم از دانشمندان حمایت شده توسط "نوشابه‌های رد بول" برای کسب بالاترین رکورد در سقوط آزاد از آسمان تلاش کردند. این پروژه برای دیدن شکست دیوار صوتی توسط باومگارتنر با پرش از ارتفاع ۳۶،۵۸۰ متری از یک بالون هلیوم بعنوان اولین چتر باز تلاش می‌کند. پرش در تاریخ نهم اکتبر ۲۰۱۲ برنامه ریزی شده بود، اما به دلیل نامساعد بودن هوا لغو شد و پس از آن کپسول در ۱۴ اکتبر به فضا پرتاب شد.
سرعت فراصوت
سرعت فراصوت به سرعتی گفته می‌شود که از سرعت صوت (۳۴۳ متر بر ثانیه) بیشتر باشد. واحد سرعت فراصوت «ماخ» است و به تعداد ضریب سرعت می‌گویند مثلاً صدا یک ماخ سرعت دارد.
خصوصیات صوت و دیوار صوتی
خصوصیات صوت و دیوار صوتی چیست و چرا گذر از آن نیازمند قدرت و کشش و توانایی زیادی است. صوت، در شرایط عادی (دما، فشار و … معمولی) در سطح دریا دارای سرعتی معادل ۳۴۰ متر بر ثانیه‌است که این سرعت، با افزایش ارتفاع و کاهش فشار و تراکم هوا، کاهش یافته و در ارتفاعات بالاتر، صوت فواصل را با سرعت کمتری می‌پیماید. این مسئله بدین صورت است که صوت از طریق ضربات ملکولهای هوا به یکدیگر و انتقال انرژی آنها فضا را طی می‌کند و هر چه تعداد مولکولها در یک حجم معین بیشتر باشند، انتقال انرژی زودتر صورت پذیرفته و صوت با سرعت بیشتری انتقال می‌یابد؛ چنانکه سرعت صوت در مایعات بیشتر از هوا و در جامدات بسیار بیشتر از مایعات و هوا و معادل ۶۰۰۰ کیلومتر بر ساعت است.
پس در نتیجه افزایش ارتفاع، تعداد ملکولها در یک حجم معین کاهش یافته و صوت با سرعت کمتری فضا را می‌پیماید. دیوار صوتی، شیئی فیزیکی و قابل روئیت نیست؛ بلکه به دلیل اینکه گذشتن از سرعت صوت نیازمند توان بسیار بالای موتور و آیرودینامیک بسیار خوب می‌باشد، این حد را یک مانع برای رسیدن به سرعتهای بالاتر دانسته و از آن به نام دیوار صوتی یاد می‌کنند. عدد ماخ، در حقیقت همان نسبت سرعت شیء پرنده یا همان هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی اتریشی که برای اولین بار چنین مقیاسی را در نظر گرفت، آن را «ماخ» نام نهادند. پس عدد ماخ، کمیتی متغیر است و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار، تغییر کرده و کاهش یا افزایش می‌یابد.
عامل ایجاد دیوار صوتی
امواج شوک (Shockwaves) در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربه‌ای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که می‌تواند به لایه‌های دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید. برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته می‌شود، موجهایی در آب بوجود می‌آیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایه‌ای از ملکولهای آب است که قادر به انتقال به لایه‌های دیگر نیز می‌باشد، و امواج ضربه‌ای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آنها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل می‌شوند.
عدد ماخ بحرانی
به سرعتی که در آن حداقل یکی از سطوح هواپیما به سرعت صوت رسیده باشد، گر چه این پدیده در مورد خود هواپیما صادق نباشد، عدد ماخ بحرانی (Critical Mach Number) می‌گویند. عدد ماخ بحرانی را می‌توان به سرعتی که نمودار پسا در مقابل سرعت سیر صعودی می‌گیرد، نیز تعریف نمود. در این سرعت، فرامین هواپیما کم‌کم شروع به درست جواب ندادن کرده و حالتی شبیه به کوبیدن بر روی بال توسط امواج ضربه‌ای بوجود می‌آید که با گذر از دیوار صوتی، فرامین هواپیما به حالت طبیعی خود باز می‌گردند.
اثرات شکست دیوار صوتی
امواج ضربه‌ای توسط هواپیما در سرعت صوت، بسیار قدرتمند می‌باشند، چنانکه در صورت پرواز هواپیما نزدیک به زمین و گذر آن از دیوار صوتی، امواج ضربه‌ای با منتهای قدرت به اجسام زمینی مانند شیشه‌های منازل و ساختمانها برخورد نموده و باعث شکستن آنها می‌شود، یا حتی اگر شخصی در معرض امواج ضربه‌ای بطور مستقیم قرار گیرد، احتمال از دست دادن شنوایی و پاره شدن پرده گوش بسیار است.
از امواج ضربه‌ای، در بمبها و تسلیحات دیگر نیز استفاده می‌شود. بمبها با یک افزایش دما و فشار ناگهانی در لایه‌هایی از هوا، امواج ضربه‌ای بوجود آورده که از طریق هوا انتقال یافته و باعث شکستن شیشه‌ها و تخریب دیوارها نیز می‌شود. اگر شخصی در فاصله‌ای نسبتاً نزدیک در فضایی تهی از هوا و خلاء، حتی نزدیک یک بمب ده تنی ایستاده باشد، بر فرض منفجر کردن بمب، آسیبی به وی نخواهد رسید، چون هوایی برای انتقال امواج ضربه‌ای وجود ندارد.
به دلیل تولید امواج ضربه‌ای در سرعتهای حدود سرعت صوت، خلبانان سعی می‌کنند فقط مدت کوتاهی در چنین سرعتهایی ترانسونیک پرواز کرده و به زودی از دیوار صوتی گذر کنند، چون پرواز در این سرعتها نیروی بسیار زیاد موتور در نیتجه افزایش فوق العاده میزان مصرف سوخت را در پی دارد.
نویز
نویز (به انگلیسی: Noise) در الکترونیک به سیگنال‌های تصادفی و غیر مطلوب می‌گویند که با سیگنال اصلی جمع شده و آن را از شکل اصلی خارج می‌کند. نویز بسته به منبع خود دارای انواع مختلف است. از آن جمله می‌توان به نویز حرارتی اشاره کرد.
خودرو
خودرو همچنین اتومبیل یا ماشین و به زبان فارسی دری «موتِر» به وسیله نقلیه چرخداری گفته می‌شود که موتور خود را حمل می‌کند.
خودرو به وسایلی گفته می‌شود که بدون ارتباط با وسیله دیگر و به کمک نیروی ماشینی خود، قادر به حرکت باشد.
دید کلی
اصولاً برای تمام وسایلی که دارای منبع قدرت باشند و به خودی خود بتوانند حرکت کنند، می‌توان واژهٔ خودرو را بکار برد. لیکن کاربرد این واژه در زبان ما دارای محدوده مشخصی است که معمولاً به وسایل متحرکی گفته می‌شود که همگی دارای حرکت بوده و با زمین در تماس هستند.
11:13 am
روز نبرد
بنا بر نقل سید بن طاووس، در کتاب لهوف، صبح عاشورا ابتدا حسین بریر پسر خضیر از زاهدان نامدار کوفه را جهت موعظه جانب لشکر عمر سعد فرستاد، ولی آنان اعتنا نکردند. سپس خود به نزد آنان رفت تا اتمام حجت کند. او گفت مرا بین دو چیز مخیر کرده اند. یا بجنگم و یا ذلت پذیرم و با یزید بیعت کنم، ولی ذلت از ما دور است. لذا با شما می جنگم.سپس سپاه عمر سعد جنگ را آغاز کرد. این حمله با تیراندازی عمر سعد به طرف اردوگاه حسین بن علی آغاز شد.شمر هم به نیروهای خود دستور داد که حمله‌ای گروهی بکنند و سپاه حسین را نابود کنند. همه گردان‌های سپاه کوفه در این حمله شرکت داشتند. یاران حسین هم در مقابل این هجوم تلاش کردند که از خود دفاع کنند
و نیمی از یاران او (غیر از بنی هاشم) در این حمله نخست کشته شدند. شمار کشته‌شدگان این حمله را ۴۱ تن گفته‌اند. شماری از آنان (غیر از ۱۰ نفر از غلامان حسین و دودمانش و ۲ تن از غلامان علی)، عبارت‌اند از:
نعیم بن عجلان، عمران بن کعب، حنظله، قاسط، کنانه، عمرو بن مشیعه، ضرغامه، عامربن مسلم، سیف بن مالک، عبدالرحمان درجی، مجمع عائذی، حباب بن حارث، عمرو جندعی، حلاس بن عمرو، سوار بن ابی عمیر، عمار بن ابی سلامه، نعمان بن عمر، زاهر بن‌عمر، جبلة بن علی، مسعود بن حجاج، عبدالله بن عروه، زهیر بن سلیم، عبدالله و عبیدالله پسران زید بصری.
جنگ گروهی و تن به تن تا نماز ظهر ادامه یافت. هنگام نماز حسین به زهیر بن قین و سعید بن عبدالله حنفی دستور داد با نیمی از یاران در مقابل او صف بکشند تا بتواند به نماز بایستد. دشمن در هنگام نماز آنها را تیرباران کرد. سعید بدن خود را سپر قرار داد و به شهادت رسید.
صبح روز دهم محرم، حسین لشکریانش را که ۳۰ اسب سوار و ۴۲ پیاده بودند را آماده کرد. سمت چپ سپاه را به حبیب بن مظاهر، سمت راست را به زهیر بن قین و قلب را به عباس سپرد. وی همچنین دستور داد که دور تا دور خیمه‌ها، هیزم جمع آوری کنند و هیزمها را آتش بزنند. خود نیز به خیمه‌ای که قبلاً آماده کرده بود رفت و خود را معطر به مشک نمود و صورتش را اصلاح کرد. سپس در حالی که سوار بر اسب بود و قرآنی به دست داشت، مناجاتی زیبا با خداوند نموده و با مردم کوفه نیز سخن نمود و گفت که خدا ولی اوست و دین را محافظت خواهد کرد. به مردم سخنان محمد که وی و حسن را سرور جوانان بهشت خوانده بود و جایگاه خانواده اش را یادآوری نموده و از آنان خواست تا فکر کنند که آیا کشتن وی، امری مشروع است؟ سپس مردم کوفه را به خاطر اینکه پیشتر از وی خواسته بودند تا پیششان بیاید، سرزنش نمود و درخواست کرد تا اجازه دهند وی به یکی از سرزمینهای اسلامی برود که در آنجا امنیتش تامین باشد. اما دوباره به وی گفته شد که اول از همه باید تسلیم یزید گردد. حسین در پاسخ گفت که هیچگاه خودش را همانند یک برده تسلیم نمی‌کند. حسین از اسب پیاده شد و دستور داد تا مهار اسب را ببندند به نشانهٔ اینکه هرگز از معرکه جنگ فرار نخواهد کرد.حر بن یزید بن ریاحی تحت تاثیر قرار گرفت و به سپاه حسین رفت و کوفیان را به خاطر خیانت به حسین سرزنش کرد که البته تاثیری بر روی آنان به وجود نیامد و سر انجام حر در میدان نبرد کشته شد. حسین به اتکای یارانش تا موقعی که تمامی یارانش کشته نشده بودند، وارد جنگ نشد و نمی‌جنگید.زهیر بن قین از مردم کوفه خواست که به حرف حسین گوش داده و وی را نکشند. اما آنها با دشنام و تهدید پاسخ وی را دادند و شروع به تیراندازی نمودند. جنگ شروع شد. بال راست سپاه کوفه به فرماندهی عمرو بن حجاج حمله برد اما با مقاومت لشکر حسین مواجه شده و عقب نشست. عمرو دستور داد که لشکرش تن به نبردهای تن به تن درنداده و تنها از دور اقدام به تیر اندازی کنند. بال راست سپاه کوفه به رهبری شمر بن ذی الجوشن حمله و محاصره‌ای بی نتیجه انجام داد و فرمانده سواران سپاه، از ابن سعد خواست که پیاده نظام و کمانداران را به کمک وی بفرستد. شبث بن ربیع که قبلاً از حامیان علی بود، حال در لشکر کوفه و تحت امر پیاده نظام ابن زیاد بود. وقتی به وی فرمان حمله داده شد، آشکارا گفت که هیچ میلی به انجام این کار ندارد و سواره نظام و ۵۰۰ کماندار این کار را انجام دادند. سواران لشکر حسین که پاهای اسبانشان قطع شده بود مجبور به پیاده جنگیدن شدند. حسین و هاشمیان تنها از جلو می‌توانستند پیش روی داشته باشند و ابن سعد دستور داد که لشکریانش از همه جهات به سمت خیمه‌های حسین رفته تا آنها را خلع سلاح کنند. اما برخی از حامیان حسین که در خیمه‌ها خوابیده بودند با آنها سرسختانه جنگیده و مقاومت کردند. ابن سعد دستور داد که خیمه‌ها را آتش بزنند. قبلاً حسین دستور داده بود که دور تا دور خیمه‌ها آتش زده شود تا از ورود سپاهیان عمر بن سعد جلوگیری شود. شمر به سمت خیمه‌های زنان حسین پیش روی نمود و می‌خواست خیمه‌ها را بسوزاند که همراهانش وی را سرزنش نمودند که شرمگین شد و از این کار منصرف گردید. در یک حمله، سپاهیان ابن زیاد، خیمه های حسین را آتش زدند که این آتش مانع از پیش روی سپاهیان ابن زیاد گردید.در ظهر، حسین و یارانش نماز ظهر را به صورت نماز خوف به جا آوردند. بعد از ظهر، سپاهیان حسین، به شدت تحت محاصره قرار گرفتند. سربازان حسین پیش رویش کشته می‌شدند و کشتار هاشمیان که تا به حال راهشان برای ترک میدان جنگ باز بود نیز شروع گردید. اولین هاشمی ای که کشته شد علی اکبر پسر حسین بود. سپس پسران مسلم بن عقیل، پسران عبدالله بن جعفر، پسران عقیل و قاسم بن حسن کشته شدند. قاسم جوان و زیبا بود و به شدت زخمی شده و از عمویش حسین درخواست یاری کرد. حسین خشمگینانه برجست و با شمشیرش ضارب قاسم را ضربتی زد. آن شخص زیر سم اسبهای سپاهیان ابن زیاد افتاده و لگد مال شد. وقتی گرد و غبار ناشی از سم اسبها کنار رفت، حسین پدیدار شد در حالی که بدن قاسم را در آغوش داشت و به قاتلینش لعنت می‌فرستاد. حسین جسم بی جان قاسم را به خیمه‌هایش برد و در کنار دیگر قربانیان قرار داد.جزئیات کشته شدن عباس در طبری و بلاذری نیامده‌است. تنها به این اشاره شده که حسین که تشنگی بر وی غالب گردیده بود، از عباس خواست تا به فرات رفته و آب بیاورد. عباس با ممانعت لشکریان ابن زیاد روبرو گردید و از خداوند درخواست کرد که لشکریان ابن زیاد را که مانع از رساندن آب به وی می‌شوند را از تشنگی بمیراند و دعایش مستجاب گردید. عباس از ناحیه دهان و فک ضربت خورد. او خونی که از این دو ناحیه جاری شد را در کف دستانش جمع کرد و به آسمان پاشید و به درگاه خداوند به خاطر مصائبی که بر حسین فرود آمده بود، شکایت کرد. باید روایات دقیقی در مورد کشته شدن عباس در کربلا وجود داشته باشد که شیخ مفید به آنها اشاره کرده و می‌گوید که حسین و عباس در کنار هم در کنار رودخانه فرات پیش روی نموده اما عباس از حسین جدا شده و توسط دشمن محاصره گردیده و شجاعانه جنگید و در مکانی که امروز مزارش در آنجا است کشته شد.در این هنگام سپاهیان ابن زیاد به حسین بسیار نزدیک شده بودند اما کسی جرات نمی‌کرد به سوی حسین دست دراز کند. تا اینکه مالک بن نسیر کندی ضربتی به سر حسین زد و کلاه‌خودش از خون سرش پر گردید. حسین کلاه خودش را عوض نموده و سرش را با عمامه بست. مرد کندی کلاه دریده را غارت نمود. اما این سودی به حالش نکرد. چرا که بعد از آن پیوسته فقیر بود و با خواری زندگی می‌کرد. بخش حزن انگیز دیگر این لحظات، کشته شدن طفلی است که حسین وی را بر زانوانش قرار داده بود. بر طبق یعقوبی، این طفل، نوزاد بود. تیری گردن طفل را درید و حسین خون طفل را در کف دستانش جمع نمود و به آسمان پاشید و خشم خدا را از قوم پیرو شیطان خواستار گردید.شمر با سپاهی به سمت حسین رفت، اما جرات ننمود به وی حمله کند و تنها درگیری لفظی بین آن دو شکل گرفت. حسین آماده جنگ شد. باید توجه داشت که حسین در آن زمان ۵۵ سال سن داشت و به اقتضای سنش نمی‌توانست مداوم بجنگد. به نقل از بسیاری از روایات ، عبدالله بن حسن بن علی (برادر زاده حسین) خود را سر راه حسین قرار داد و هر چه حسین و زینب به وی می‌گفتند که به خیمه‌ها برگردد، گوش نمی‌کرد. عاقبت دست عبدالله بر اثر ضربت شمشیر قطع شد و حسین به وی وعده بهشت داد و سعی در تسکین درد برادرزاده اش داشت. از یاران حسین، ۳ یا ۴ تن بیشتر نمانده بودند و حسین به سپاهیان ابن زیاد حمله برد. حسین چون بیم داشت که پس از مرگش عریان در صحرا رها شود، چندین جامه درخشان مرغوب پوشیده بود. اما بعد از کشته شدنش تمامی آن لباس‌ها را غارت نموده و بدنش عریان در صحرای کربلا رها شد. ابن سعد ظاهر گردید و زینب به او گفت: حسین دارد کشته می‌شود و تو تنها تماشا می‌کنی. ابن سعد اشکهایش با شنیدن این سخن جاری گشت. حسین شجاعانه می‌جنگید و یعقوبی و چند منبع شیعی دیگر می‌گویند که دهها تن را کشت. اما برخی منابع دیگر حاکی از آن هستند که سربازان ابن زیاد اگر می‌خواستند می‌توانستند حسین را در جا بکشند.حسین وقتی به طرف فرات می رفت تا آب بنوشد، تیری به چانه اش یا گلویش خورد. سرانجام حسین از ناحیه سر و بازو آسیب دیده و بر صورت به زمین افتاد. به خولی بن یزید اصبحی دستور داده شد که سر حسین را از بدن جدا کند، اما وی متزلزل شد و نتوانست این کار را بکند. از همین رو، سنان بن انس عمرو نخعی بعد از اینکه ضربتی دیگر به حسین زد، سر وی را از بدن جدا نمود. سنان سر حسین را به خولی داده و خولی سر را پیش ابن زیاد برد.
نبرد به پایان رسید و سربازان ابن زیاد رو به غارت آوردند. لباس‌های حسین، شمشیر و اثاثیه اش، کفشها و روپوش یمانی اش همگی غارت گردیدند. همچنین زیورآلات و چادر زنان نیز غارت گردید. زین العابدین علی بن حسین که بیمار بود در یکی از خیمه‌ها بود و شمر می‌خواست او را بکشد. اما ابن سعد مانع شد و اجازه نداد کسی به خیمهٔ وی وارد شود. صفوف عزاداران حسین به خاطر وجود علی بن حسین است و نام «شهدای کربلا و طف» با نام وی عجین شده‌است. ۷۲ تن یاران حسین که ۱۷ تن از آنان هاشمی بودند و بر طبق محسن الامین، از لشکریان ابن زیاد ۸۸ تن کشته شدند. حر بن زیاد ریاحی، ۴۰ نفر و بریر بن خضیر ۳۰ نفر، نافع ۱۲ یا ۱۳ نفر و حسین تعداد زیادی از لشکریان ابن زیاد را کشتند.
کشته‌شدن حسین بن علی
عمر بن سعد دستور داد تا حسین بن علی و همراهانش را محاصره کنند و آب را به روی آنان ببندند. سرانجام حسین بن علی در روز عاشورا، ۱۰ محرم سال ۶۱ در کربلا کشته شد و همهٔ خیمه‌های خانواده و یارانش رابه آتش کشیدند.سپس بعد از کشته شدن تمامی یاران حسین بن علی تمامی سر های آنان به جز علی اصغر و حر را از بدنشان جدا کردند و بر نیزه کردند و به شام فرستادند زن ها و بچه ها را به اسارت در آمدند و تمامی اجساد را در صحرای کربلا رها کردند تا پس از سه روز توسط قبیله بنی اسد دفن شدند
پس از نبرد
پس از کشته‌شدن یاران و خانواده حسین بن علی در واقعه کربلا، عمر بن سعد دستور داد تا سرهای آنان را ببرند. پس از آن، سرها را بین قبایل قسمت نمودتا آنان بدین وسیله به ابن زیاد نزدیک‌تر شوند. قبیله کنده به ریاست قیس بن اشعث کندی ۱۳ سر، قبیله هوازن به ریاست شمر بن ذی الجوشن ۱۲ سر، تمیم ۷ سر و بنی اسد ۱۶ سر بر نیزه کردند و در مجموع با ۷۱ سر بریده وارد کوفه شدند.
هنگام طلوع آفتاب سرهای کشته‌شدگان و کاروان اسیران از باب‌الساعات وارد مسجد اموی شد. آنگاه به دستور یزید، تمامی سرها تا ۳ روز بر دروازه‌های شهر و مسجد اموی آویزان گردید. علی پسر حسین پس از گذشت چهل روز (در روز اربعین) موافقت یزید را گرفت تا سرها را به بدن‌ها ملحق کند و سر حسین و دیگر کشته‌شدگان را به کربلا برد و به اجسادشان ملحق کرد.
در عین حال چند سر را در باب‌الصغیر به خاک سپردند، که عبارت‌اند از:
سر ابوالفضل العباس
سر علی‌اکبر
سر حبیب بن مظاهر
محرم (ماه)
ماه مُحَرّم یا محرم‌الحرام نخستین ماه تقویم اسلامی (هجری قمری) و به اعتقاد مسلمانان از جملهٔ ماه‌های حرام است. به‌همان‌گونه که پیش از ظهور اسلام، در دوران جاهلیت، جنگ و خونریزی در این ماه‌ها ممنوع بود، محمد نیز همان را تأیید کرد.محرم نخستین ماه از ماه‌های دوازده گانه قمری و یکی از ماه‌های حرام است که در دوران جاهلیت و نیز در اسلام، جنگ در آن تحریم شده بود.
شب و روز اول محرم به عنوان اول سال قمری دارای نماز و آداب خاصی است که در کتاب مفاتیح الجنان بیان شده است.محرم، ماه حزن و اندوه و عزاداری شیعیان در قتل حسین بن علی است.
حوادث و وقایع فراوانی در ماه محرم رخ داده است که در زیر به برخی از آنها اشاره می‌شویم:
غزوه ذات الرقاع، فتح خیبر، ازدواج فاطمه و علی، ورود علی به اسلام ، نبرد کربلا – تاسوعا و عاشورا و قتل حسین و اسارت خاندان حسین به کوفه و شام.
همچنین نقل است که به خلافت رسیدن عثمان، قتل محمد امین برادر مأمون عباسی، قتل جعفر برمکی و انقراض خاندان برمکی و دولت برمکیان، واقعه هولاکو و مستعصم و انقراض دولت بنی عباس در این ماه بوده است.
عروج ادریس به آسمان، استجابت دعای زکریا ، عبور موسی از دریا و غرق شدن فرعونیان در نیل و عذاب اصحاب فیل نیز در ماه محرم رخ داده است.
بنا بر نقل سید بن طاووس، در کتاب لهوف، صبح عاشورا ابتدا حسین بریر پسر خضیر از زاهدان نامدار کوفه را جهت موعظه جانب لشکر عمر سعد فرستاد، ولی آنان اعتنا نکردند. سپس خود به نزد آنان رفت تا اتمام حجت کند. او گفت مرا بین دو چیز مخیر کرده اند. یا بجنگم و یا ذلت پذیرم و با یزید بیعت کنم، ولی ذلت از ما دور است. لذا با شما می جنگم.سپس سپاه عمر سعد جنگ را آغاز کرد. این حمله با تیراندازی عمر سعد به طرف اردوگاه حسین بن علی آغاز شد.شمر هم به نیروهای خود دستور داد که حمله‌ای گروهی بکنند و سپاه حسین را نابود کنند. همه گردان‌های سپاه کوفه در این حمله شرکت داشتند. یاران حسین هم در مقابل این هجوم تلاش کردند که از خود دفاع کنند
و نیمی از یاران او (غیر از بنی هاشم) در این حمله نخست کشته شدند. شمار کشته‌شدگان این حمله را ۴۱ تن گفته‌اند. شماری از آنان (غیر از ۱۰ نفر از غلامان حسین و دودمانش و ۲ تن از غلامان علی)، عبارت‌اند از:
نعیم بن عجلان، عمران بن کعب، حنظله، قاسط، کنانه، عمرو بن مشیعه، ضرغامه، عامربن مسلم، سیف بن مالک، عبدالرحمان درجی، مجمع عائذی، حباب بن حارث، عمرو جندعی، حلاس بن عمرو، سوار بن ابی عمیر، عمار بن ابی سلامه، نعمان بن عمر، زاهر بن‌عمر، جبلة بن علی، مسعود بن حجاج، عبدالله بن عروه، زهیر بن سلیم، عبدالله و عبیدالله پسران زید بصری.
جنگ گروهی و تن به تن تا نماز ظهر ادامه یافت. هنگام نماز حسین به زهیر بن قین و سعید بن عبدالله حنفی دستور داد با نیمی از یاران در مقابل او صف بکشند تا بتواند به نماز بایستد. دشمن در هنگام نماز آنها را تیرباران کرد. سعید بدن خود را سپر قرار داد و به شهادت رسید.
صبح روز دهم محرم، حسین لشکریانش را که ۳۰ اسب سوار و ۴۲ پیاده بودند را آماده کرد. سمت چپ سپاه را به حبیب بن مظاهر، سمت راست را به زهیر بن قین و قلب را به عباس سپرد. وی همچنین دستور داد که دور تا دور خیمه‌ها، هیزم جمع آوری کنند و هیزمها را آتش بزنند. خود نیز به خیمه‌ای که قبلاً آماده کرده بود رفت و خود را معطر به مشک نمود و صورتش را اصلاح کرد. سپس در حالی که سوار بر اسب بود و قرآنی به دست داشت، مناجاتی زیبا با خداوند نموده و با مردم کوفه نیز سخن نمود و گفت که خدا ولی اوست و دین را محافظت خواهد کرد. به مردم سخنان محمد که وی و حسن را سرور جوانان بهشت خوانده بود و جایگاه خانواده اش را یادآوری نموده و از آنان خواست تا فکر کنند که آیا کشتن وی، امری مشروع است؟ سپس مردم کوفه را به خاطر اینکه پیشتر از وی خواسته بودند تا پیششان بیاید، سرزنش نمود و درخواست کرد تا اجازه دهند وی به یکی از سرزمینهای اسلامی برود که در آنجا امنیتش تامین باشد. اما دوباره به وی گفته شد که اول از همه باید تسلیم یزید گردد. حسین در پاسخ گفت که هیچگاه خودش را همانند یک برده تسلیم نمی‌کند. حسین از اسب پیاده شد و دستور داد تا مهار اسب را ببندند به نشانهٔ اینکه هرگز از معرکه جنگ فرار نخواهد کرد.حر بن یزید بن ریاحی تحت تاثیر قرار گرفت و به سپاه حسین رفت و کوفیان را به خاطر خیانت به حسین سرزنش کرد که البته تاثیری بر روی آنان به وجود نیامد و سر انجام حر در میدان نبرد کشته شد. حسین به اتکای یارانش تا موقعی که تمامی یارانش کشته نشده بودند، وارد جنگ نشد و نمی‌جنگید.زهیر بن قین از مردم کوفه خواست که به حرف حسین گوش داده و وی را نکشند. اما آنها با دشنام و تهدید پاسخ وی را دادند و شروع به تیراندازی نمودند. جنگ شروع شد. بال راست سپاه کوفه به فرماندهی عمرو بن حجاج حمله برد اما با مقاومت لشکر حسین مواجه شده و عقب نشست. عمرو دستور داد که لشکرش تن به نبردهای تن به تن درنداده و تنها از دور اقدام به تیر اندازی کنند. بال راست سپاه کوفه به رهبری شمر بن ذی الجوشن حمله و محاصره‌ای بی نتیجه انجام داد و فرمانده سواران سپاه، از ابن سعد خواست که پیاده نظام و کمانداران را به کمک وی بفرستد. شبث بن ربیع که قبلاً از حامیان علی بود، حال در لشکر کوفه و تحت امر پیاده نظام ابن زیاد بود. وقتی به وی فرمان حمله داده شد، آشکارا گفت که هیچ میلی به انجام این کار ندارد و سواره نظام و ۵۰۰ کماندار این کار را انجام دادند. سواران لشکر حسین که پاهای اسبانشان قطع شده بود مجبور به پیاده جنگیدن شدند. حسین و هاشمیان تنها از جلو می‌توانستند پیش روی داشته باشند و ابن سعد دستور داد که لشکریانش از همه جهات به سمت خیمه‌های حسین رفته تا آنها را خلع سلاح کنند. اما برخی از حامیان حسین که در خیمه‌ها خوابیده بودند با آنها سرسختانه جنگیده و مقاومت کردند. ابن سعد دستور داد که خیمه‌ها را آتش بزنند. قبلاً حسین دستور داده بود که دور تا دور خیمه‌ها آتش زده شود تا از ورود سپاهیان عمر بن سعد جلوگیری شود. شمر به سمت خیمه‌های زنان حسین پیش روی نمود و می‌خواست خیمه‌ها را بسوزاند که همراهانش وی را سرزنش نمودند که شرمگین شد و از این کار منصرف گردید. در یک حمله، سپاهیان ابن زیاد، خیمه های حسین را آتش زدند که این آتش مانع از پیش روی سپاهیان ابن زیاد گردید.در ظهر، حسین و یارانش نماز ظهر را به صورت نماز خوف به جا آوردند. بعد از ظهر، سپاهیان حسین، به شدت تحت محاصره قرار گرفتند. سربازان حسین پیش رویش کشته می‌شدند و کشتار هاشمیان که تا به حال راهشان برای ترک میدان جنگ باز بود نیز شروع گردید. اولین هاشمی ای که کشته شد علی اکبر پسر حسین بود. سپس پسران مسلم بن عقیل، پسران عبدالله بن جعفر، پسران عقیل و قاسم بن حسن کشته شدند. قاسم جوان و زیبا بود و به شدت زخمی شده و از عمویش حسین درخواست یاری کرد. حسین خشمگینانه برجست و با شمشیرش ضارب قاسم را ضربتی زد. آن شخص زیر سم اسبهای سپاهیان ابن زیاد افتاده و لگد مال شد. وقتی گرد و غبار ناشی از سم اسبها کنار رفت، حسین پدیدار شد در حالی که بدن قاسم را در آغوش داشت و به قاتلینش لعنت می‌فرستاد. حسین جسم بی جان قاسم را به خیمه‌هایش برد و در کنار دیگر قربانیان قرار داد.جزئیات کشته شدن عباس در طبری و بلاذری نیامده‌است. تنها به این اشاره شده که حسین که تشنگی بر وی غالب گردیده بود، از عباس خواست تا به فرات رفته و آب بیاورد. عباس با ممانعت لشکریان ابن زیاد روبرو گردید و از خداوند درخواست کرد که لشکریان ابن زیاد را که مانع از رساندن آب به وی می‌شوند را از تشنگی بمیراند و دعایش مستجاب گردید. عباس از ناحیه دهان و فک ضربت خورد. او خونی که از این دو ناحیه جاری شد را در کف دستانش جمع کرد و به آسمان پاشید و به درگاه خداوند به خاطر مصائبی که بر حسین فرود آمده بود، شکایت کرد. باید روایات دقیقی در مورد کشته شدن عباس در کربلا وجود داشته باشد که شیخ مفید به آنها اشاره کرده و می‌گوید که حسین و عباس در کنار هم در کنار رودخانه فرات پیش روی نموده اما عباس از حسین جدا شده و توسط دشمن محاصره گردیده و شجاعانه جنگید و در مکانی که امروز مزارش در آنجا است کشته شد.در این هنگام سپاهیان ابن زیاد به حسین بسیار نزدیک شده بودند اما کسی جرات نمی‌کرد به سوی حسین دست دراز کند. تا اینکه مالک بن نسیر کندی ضربتی به سر حسین زد و کلاه‌خودش از خون سرش پر گردید. حسین کلاه خودش را عوض نموده و سرش را با عمامه بست. مرد کندی کلاه دریده را غارت نمود. اما این سودی به حالش نکرد. چرا که بعد از آن پیوسته فقیر بود و با خواری زندگی می‌کرد. بخش حزن انگیز دیگر این لحظات، کشته شدن طفلی است که حسین وی را بر زانوانش قرار داده بود. بر طبق یعقوبی، این طفل، نوزاد بود. تیری گردن طفل را درید و حسین خون طفل را در کف دستانش جمع نمود و به آسمان پاشید و خشم خدا را از قوم پیرو شیطان خواستار گردید.شمر با سپاهی به سمت حسین رفت، اما جرات ننمود به وی حمله کند و تنها درگیری لفظی بین آن دو شکل گرفت. حسین آماده جنگ شد. باید توجه داشت که حسین در آن زمان ۵۵ سال سن داشت و به اقتضای سنش نمی‌توانست مداوم بجنگد. به نقل از بسیاری از روایات ، عبدالله بن حسن بن علی (برادر زاده حسین) خود را سر راه حسین قرار داد و هر چه حسین و زینب به وی می‌گفتند که به خیمه‌ها برگردد، گوش نمی‌کرد. عاقبت دست عبدالله بر اثر ضربت شمشیر قطع شد و حسین به وی وعده بهشت داد و سعی در تسکین درد برادرزاده اش داشت. از یاران حسین، ۳ یا ۴ تن بیشتر نمانده بودند و حسین به سپاهیان ابن زیاد حمله برد. حسین چون بیم داشت که پس از مرگش عریان در صحرا رها شود، چندین جامه درخشان مرغوب پوشیده بود. اما بعد از کشته شدنش تمامی آن لباس‌ها را غارت نموده و بدنش عریان در صحرای کربلا رها شد. ابن سعد ظاهر گردید و زینب به او گفت: حسین دارد کشته می‌شود و تو تنها تماشا می‌کنی. ابن سعد اشکهایش با شنیدن این سخن جاری گشت. حسین شجاعانه می‌جنگید و یعقوبی و چند منبع شیعی دیگر می‌گویند که دهها تن را کشت. اما برخی منابع دیگر حاکی از آن هستند که سربازان ابن زیاد اگر می‌خواستند می‌توانستند حسین را در جا بکشند.حسین وقتی به طرف فرات می رفت تا آب بنوشد، تیری به چانه اش یا گلویش خورد. سرانجام حسین از ناحیه سر و بازو آسیب دیده و بر صورت به زمین افتاد. به خولی بن یزید اصبحی دستور داده شد که سر حسین را از بدن جدا کند، اما وی متزلزل شد و نتوانست این کار را بکند. از همین رو، سنان بن انس عمرو نخعی بعد از اینکه ضربتی دیگر به حسین زد، سر وی را از بدن جدا نمود. سنان سر حسین را به خولی داده و خولی سر را پیش ابن زیاد برد.
نبرد به پایان رسید و سربازان ابن زیاد رو به غارت آوردند. لباس‌های حسین، شمشیر و اثاثیه اش، کفشها و روپوش یمانی اش همگی غارت گردیدند. همچنین زیورآلات و چادر زنان نیز غارت گردید. زین العابدین علی بن حسین که بیمار بود در یکی از خیمه‌ها بود و شمر می‌خواست او را بکشد. اما ابن سعد مانع شد و اجازه نداد کسی به خیمهٔ وی وارد شود. صفوف عزاداران حسین به خاطر وجود علی بن حسین است و نام «شهدای کربلا و طف» با نام وی عجین شده‌است. ۷۲ تن یاران حسین که ۱۷ تن از آنان هاشمی بودند و بر طبق محسن الامین، از لشکریان ابن زیاد ۸۸ تن کشته شدند. حر بن زیاد ریاحی، ۴۰ نفر و بریر بن خضیر ۳۰ نفر، نافع ۱۲ یا ۱۳ نفر و حسین تعداد زیادی از لشکریان ابن زیاد را کشتند.
کشته‌شدن حسین بن علی
عمر بن سعد دستور داد تا حسین بن علی و همراهانش را محاصره کنند و آب را به روی آنان ببندند. سرانجام حسین بن علی در روز عاشورا، ۱۰ محرم سال ۶۱ در کربلا کشته شد و همهٔ خیمه‌های خانواده و یارانش رابه آتش کشیدند.سپس بعد از کشته شدن تمامی یاران حسین بن علی تمامی سر های آنان به جز علی اصغر و حر را از بدنشان جدا کردند و بر نیزه کردند و به شام فرستادند زن ها و بچه ها را به اسارت در آمدند و تمامی اجساد را در صحرای کربلا رها کردند تا پس از سه روز توسط قبیله بنی اسد دفن شدند
پس از نبرد
پس از کشته‌شدن یاران و خانواده حسین بن علی در واقعه کربلا، عمر بن سعد دستور داد تا سرهای آنان را ببرند. پس از آن، سرها را بین قبایل قسمت نمودتا آنان بدین وسیله به ابن زیاد نزدیک‌تر شوند. قبیله کنده به ریاست قیس بن اشعث کندی ۱۳ سر، قبیله هوازن به ریاست شمر بن ذی الجوشن ۱۲ سر، تمیم ۷ سر و بنی اسد ۱۶ سر بر نیزه کردند و در مجموع با ۷۱ سر بریده وارد کوفه شدند.
هنگام طلوع آفتاب سرهای کشته‌شدگان و کاروان اسیران از باب‌الساعات وارد مسجد اموی شد. آنگاه به دستور یزید، تمامی سرها تا ۳ روز بر دروازه‌های شهر و مسجد اموی آویزان گردید. علی پسر حسین پس از گذشت چهل روز (در روز اربعین) موافقت یزید را گرفت تا سرها را به بدن‌ها ملحق کند و سر حسین و دیگر کشته‌شدگان را به کربلا برد و به اجسادشان ملحق کرد.
در عین حال چند سر را در باب‌الصغیر به خاک سپردند، که عبارت‌اند از:
سر ابوالفضل العباس
سر علی‌اکبر
سر حبیب بن مظاهر
محرم (ماه)
ماه مُحَرّم یا محرم‌الحرام نخستین ماه تقویم اسلامی (هجری قمری) و به اعتقاد مسلمانان از جملهٔ ماه‌های حرام است. به‌همان‌گونه که پیش از ظهور اسلام، در دوران جاهلیت، جنگ و خونریزی در این ماه‌ها ممنوع بود، محمد نیز همان را تأیید کرد.محرم نخستین ماه از ماه‌های دوازده گانه قمری و یکی از ماه‌های حرام است که در دوران جاهلیت و نیز در اسلام، جنگ در آن تحریم شده بود.
شب و روز اول محرم به عنوان اول سال قمری دارای نماز و آداب خاصی است که در کتاب مفاتیح الجنان بیان شده است.محرم، ماه حزن و اندوه و عزاداری شیعیان در قتل حسین بن علی است.
حوادث و وقایع فراوانی در ماه محرم رخ داده است که در زیر به برخی از آنها اشاره می‌شویم:
غزوه ذات الرقاع، فتح خیبر، ازدواج فاطمه و علی، ورود علی به اسلام ، نبرد کربلا – تاسوعا و عاشورا و قتل حسین و اسارت خاندان حسین به کوفه و شام.
همچنین نقل است که به خلافت رسیدن عثمان، قتل محمد امین برادر مأمون عباسی، قتل جعفر برمکی و انقراض خاندان برمکی و دولت برمکیان، واقعه هولاکو و مستعصم و انقراض دولت بنی عباس در این ماه بوده است.
عروج ادریس به آسمان، استجابت دعای زکریا ، عبور موسی از دریا و غرق شدن فرعونیان در نیل و عذاب اصحاب فیل نیز در ماه محرم رخ داده است.