La main à la pâte
انتشار الصوت في الماء والهواء
21/11/2000
تاريخ
 
سؤال من
 

كيف نشرح للتلاميذ السبب في أننا نسمع الأصوات التي تحدث داخل الماء بصور أفضل عند وضع الرأس داخل الماء بينما لا نسمع الأصوات التي تحدث في الهواء بهذه الصورة؟ فالحجرة التي تمر في الهواء ثم في الماء تستمر في طريقها بقليل من الانحراف أو البطء في حين يختفى الصوت تماماً.

 

 
 
22/11/2000
تاريخ
 
إجابة من
 

في البداية، أوضح أن سقوط الحجرة في الماء ليس أمر يسهل وصفه كما تصفونه: إذا فكرنا في الارتداد بعد الاصطدام، نتبين جيداً أن الحجرة تنتقل من وسط "الهواء" إلى وسط "الماء" حيث إنه في بعض الأحوال، "تنعكس" عند الحد الفاصل بدلاً من المرور به ببساطة. ومن ناحية أخرى، تزيد قوة احتكاك اللزوجة التي يضعها الماء أمام تقدم الحجرة بمقدار 1000 مرة تقريباً مقارنة بالهواء، مما يعني أن الحجرة عند مرورها بمساحة كافية في الهواء وصولاً إلى سرعتها المحدودة، سوف تنتقل بصور أبطأ بكثير في الماء منها في الهواء. فلنترك قصة الحجرة. تتحرك الموجة الصوتية بصورة جيدة جداً في الهواء، بسرعة 340م/ث كما تتحرك الموجة الصوتية بصورة جيدة جداً أيضاً في الماء ، بسرعة 1500م/ث. غير أن هذا الاختلاف في سرعة الانتشار علاوة على اختلاف الكتلة الحجمية (1.29كجم/م3 بالنسبة للهواء مقابل 1000كجم/م3 بالنسبة للماء) من شأنه إحداث ظروف تجعل الموجة الصوتية تجد صعوبة شديدة في الانتقال من وسط إلى آخر سواء من الهواء على الماء أو العكس. فسطح الماء مرآة حقيقية لعكس الموجات الصوتية سواء في الأعلى أو الأسفل. سوف تجدون "تفسيراً" حقيقياً لهذه الظاهرة في فصل الموسيقى والذبذبات في كتاب: حبات العلوم 1، ص146-7-8-9.