![]() |
جدول يبين سرعة الصوت في الاوساط المختلفة |
غالبًا ما نسمع أصواتًا عندما نتحدث إلى الناس ، أو نستمع إلى الموسيقى ، أو نعزف على آلة موسيقية ،او نشاهد التلفاز فأننا نشاهد صور ونسمع صوت وما إلى ذلك ، ولكن هل تساءلت يومًا ما هو الصوت وكيف ينتقل؟ أو سرعة الصوت في الماء والهواء والمعادن ؟ في هذه المقالة نقدم إجابات على كل هذه الأسئلة.
ما هو الصوت What is Sound
طبيعة الصوت وكيفية انتقاله
تنتقل الموجات الصوتية عبر وسيط عن طريق تقليص وتوسيع أجزاء الوسط الذي تنتقل
فيه بالتناوب. وسرعة الصوت هي المسافة التي يقطعها أي صوت لكل وحدة
زمنية.
حين يهتز جسم ما، صفيحة مرنة مثلا، فإنها تحرك الهواء المحيط بها أي تنقل جزيئات الهواء من الأوضاع التي كانت فيها سابقا إلى أوضاع جديدة، ونلاحظ أثناء ذلك أننا نسمع صوتا، وبالتدريج تأخذ حركة الصفيحة بالاضمحلال حتى تسكن آخر الأمر والسبب في ذلك أن:
- الصفيحة تحاول معارضة حركتها والعودة إلى السكون.
- الهواء المحيط بالصفيحة يحاول بدوره أن يعارض حركتها.
وعند تحرك الصفيحة إلى الخلف تندفع جزيئات الهواء الموجودة خلفها إلى الوراء ، وجزيئات الهواء بدورها تدفع ما بجوارها من جزيئات إلى الوراء وهكذا.
وبما أن جزيئات الهواء تعارض دائما أي ضغط يقع عليها فهي تعارض حركة الصفيحة وتجعلها تضمحل. أما جزيئات الهواء الموجودة أمام الصفيحة فإنها تتباعد عن بعضها تاركة فراغا بينها (تتخلخل) فتدفع الجزيئات المجاورة لها لتملا هذا الفراغ.
ولكن عندما تتحرك الصفيحة إلى الأمام فإنها تدفع جزيئات الهواء التي أمامها وتمتص الجزيئات التي خلفها إلى الأمام نتيجة لتخلخل الهواء.
وبهذه الطريقة نحصل على زيادة دورية ونقص دوري في ضغط الهواء أثناء اهتزاز الصفيحة. هذا التغير في ضغط الهواء ينتشر في جميع الاتجاهات ويؤثر تغير الضغط هذا على طبلة الأذن ويؤدي إلى الإحساس بالصوت.
سرعة الصوت speed of sound
إذا فمشاهدة الحادثة بالنظر تسبق سماع الصوت الذي ينتج عنها، فإذا اعتبرنا أن الضوء ينتشر آنيا نظرا لسرعته العظيمة3000000km/s، فإننا نستنتج أن الفترة التي تفصل بين الإحساس البصري والشعور السمعي في ملاحظة حادث واحد هي الزمن الذي يستغرقه الصوت ليتجاوز المسافة التي تفصل السامع عن مكان الحادث.
![]() |
العلاقة لخاصة بسرعة الصوت |
تختلف السرعة باختلاف الوسط المستخدم (على سبيل المثال ، تتحرك الموجات الصوتية في الماء أسرع منها في الهواء) ، وكذلك باختلاف خصائص الوسط ، وخاصة درجة الحرارة.
سرعة الصوت في الهواء والغازات speed of sound in air
إن قياس سرعة الصوت في الهواء والغازات ودراسة العوامل المؤثرة عليها أدت إلى النتائج الآتية:- تأثير الضغط: لا تتعلق سرعة الصوت بضغط الهواء أو الغاز.
- تأثير طبيعة الغاز: تنقص سرعة الصوت بازدياد كثافة الغاز.
- تأثير الحرارة: تزداد سرعة الصوت بازدياد درجة الحرارة.
الهواء الجاف : 331 م/ث
الأوكسجين :315 م/ث
الهيدروجين :1260 م/ث
![]() |
جدول سرعة الصوت في الهواء والغازات |
كما دلت التجارب على أن سرعة الصوت في الهواء تزداد بمقدار 0.5 - 0.6 م/ث من أجل ارتفاع درجة الحرارة درجة مئوية واحدة.
سرعة الصوت في الماء speed of sound in water
إن سرعة انتشار الصوت في الماء أعلى بكثير منها في الهواء. تبلغ سرعة الصوت في الهواء في الظروف العادية حوالي 331 م/ث، بينما تبلغ سرعة الصوت في الماء حوالي 1480 مترًا في الثانية تقريبا. أو يمكن القول أن الصوت ينتقل في الماء أسرع منه في الهواء. ومن المثير للاهتمام أيضًا معرفة أن السرعة قد تتراوح بين 1450 إلى 1498 مترًا في الثانية في الماء المقطر بينما تبلغ السرعة 1531 مترًا في الثانية تقريباً في مياه البحر عندما تكون درجة الحرارة بين 20 درجة مئوية إلى 25 درجة مئوية.سرعة الصوت في الاجسام الصلبة speed of sound in solid
إن سرعة الصوت في المعادن و الأجسام الصلبة أعلى منها في السوائل وقد وجد أن هذه السرعة تساوي 3500 متر في الثانية في الحديد الصلب مثلا وفي الألومنيوم 5100م/ث وفي النحاس 3560م/ث وفي الرصاص 1322م/ث .إذا صادفت الأمواج الصوتية حاجزا اصطدمت به ثم ارتدت وانعكست وقد ينعكس الصوت متجها نحو المنبع الصوتي وعندئذ تحصل لدينا ما يسمى حادثة الصدى.
فالأذن البشرية تميز صوتين قصيري الأمد إذا كان الفاصل الزمني بين سماعهما لا ينقص عن عشر الثانية، ولما كان الصوت يقطع حوالي 340 م/ث في الهواء فهو يقطع في عشر الثانية مسافة قدرها m 34، فينبغي أن تكون المسافة التي قطعها الصوت في ذهابه ورجوعه بعد الانعكاس أكبر من m 34 أي أن يقع الحاجز على بعد يزيد عن m 17 من الشخص المتكلم حتى يستطيع سماع صوت الصدى.
مصادر
Speed Of Sound Propagation ، تم الاطلاع علية بتاريخ 22/11/2020
موقع المعرفة (صوت) تم الاطلاع علية بتاريخ 22/11/2020
Speed of sound تم الاطلاع علية بتاريخ 22/11/2020
كتاب المنظومات الصوتية (المناهج السورية).