ما الذي ينتقل الصوت به بسرعة أكبر؟ سنوضح إجابة هذا السؤال في هذا المقال. الصوت هو تردد آلي يتطلب وجود وسط مادي ليتحرك فيه. عندما تهتز الأجسام، يصدر الصوت نتيجة لهذا الاهتزاز، ويطلق على الوسط الذي ينتشر فيه الصوت اسم الوسط. يتنوع أشكال هذا الوسط بين الأجسام الصلبة والسوائل والغازات. تنطلق الموجات الصوتية من نقطة الاهتزاز وتسمع. هناك وسط معين من الوسائط التي تم ذكرها ينتقل فيه الصوت بسرعة أكبر. سنشرح هذا الوسط في الفقرات التالية في موسوعة.
ينتقل الصوت اسرع في
- يعتبر الصوت الوسيلة الأساسية للتواصل، سواء بين البشر أو بين الحيوانات وبعضها البعض.
- تُعرف الموجات الصوتية باعتبارها الموجات التي ينتقل من خلالها الصوت، وتكون الاضطرابات التي تحدث عندما تنتقل الطاقة عبر وسط مثل الهواء أو الماء بعيدًا عن مصدر الصوت.
- تنتج الاهتزازات من مصدر الصوت وتتحول إلى موجات، ويؤدي الاهتزاز الذي يحدث لجزيئات المادة إلى اهتزاز الجزيئات الأخرى المجاورة لها، وينتج عن ذلك الموجات التي تحمل الطاقة الصوتية وتنتقل في جميع الاتجاهات بعيدًا عن مصدر الصوت الذي تم إصداره منه.
- يعد الهواء وسطًا يمر من خلاله الأصوات التي نسمعها بشكل أساسي. عندما يهتز جسم ما، يتم دفع الهواء المحيط به، مما يدفع جزيئات الهواء الأخرى المجاورة، ويستمر هذا الدفع من جزيئة إلى أخرى حتى يصل الصوت إلى الإنسان أو الكائنات الحية الأخرى.
- اعتقد الفيلسوف اليوناني خريسيبوس أن الصوت ينتقل على شكل موجات.
- ينتقل الصوت بشكل أسرع في المواد الصلبة بسبب تماسك جزيئاتها، بالمقارنة مع الأوساط الغازية والسائلة التي تتباعد فيها جزيئات المادة عن بعضها البعض.
- على سبيل المثال، ينتقل الصوت في الفولاذ بسرعة 5130 م/ث، وتتجاوز هذه القيمة بكثير سرعة الصوت في الهواء أو الماء.
- أي أن سرعة الصوت تعتمد على نوع الوسط الذي تنتقل من خلاله موجات الصوت، ودرجة حرارة هذا الوسط.
ينتقل الصوت أسرع في المواد
- كما تم شرحه سابقاً، فإن الصوت ينتقل بشكل أسرع في المواد الصلبة مقارنة بالمواد السائلة والغازية.
ينتقل الصوت أسرع في الهواء
- تعتبر هذه العبارة غير صحيحة؛ إذ إن سرعة انتشار الصوت في الهواء تكون أقل من سرعة انتشار الصوت في الماء والمواد الصلبة.
- تحتوي المياه على عدد جزيئات أكثر بحوالي 800 مرة من الجزيئات الموجودة في الهواء، وبالتالي فإن انتقال الموجات الصوتية في الماء يتم بشكل أسرع من انتقالها في الهواء.
- تقل سرعة الصوت الذي ينتقل عبر الهواء كلما ابتعد عن مصدره، وذلك لأن الطاقة الموجية تتدرجيًا تفقد.
- تتميز الموجات الصوتية التي تنتقل عبر الماء بالاحتفاظ بطاقتها لفترة أطول، وذلك بسبب قدرة جزيئات الماء على الاحتفاظ بهذه الموجات بشكل أفضل.
- على سبيل المثال، إذا كانت هناك مياه عذبة في درجة حرارة الغرفة، فإن سرعة انتقال الصوت في تلك المياه ستزيد أكثر من أربعة أضعاف سرعته في الهواء في نفس درجة الحرارة.
هل ينتقل الصوت في الفراغ
- لا، لأن الصوت يتكون من موجات تحتاج إلى وسيط لنقلها من مكان إلى آخر، وحيث أن الفراغ ليس يحتوي على وسيط فإنه لا يتم نقل تلك الذبذبات فيه.
- هذا هو السبب الذي يمنع رواد الفضاء من القدرة على سماع بعضهم البعض عند تواجدهم في الفضاء.
- يعتبر عدم سماع أصوات التفاعلات النووية في الشمس والأصوات العالية في الفضاء أكبر دليل على عدم انتقال الصوت في الفراغ، والذي يمكن أن يؤثر على جهاز الاستماع للإنسان.
سرعة انتشار الصوت في المواد الصلبة والسائلة والغازية
- عندما ينتقل الصوت عبر وسط ما، فإن سرعته في الانتقال عبر هذا الوسط تكون ثابتة.
- عند حدوث العواصف الرعدية، نرى البرق أولاً ثم نسمع صوت الرعد بعد لحظات قليلة، ويعود ذلك إلى اختلاف سرعة الضوء عن سرعة الصوت.
- هناك عاملان يلعبان دورًا رئيسيًا في سرعة انتشار الصوت في أي وسط، الأول هو درجة حرارة الوسط، حيث تزداد سرعة انتشار الصوت مع زيادة درجة حرارة الوسط.
- العامل الثاني الذي يؤثر على سرعة انتشار الصوت هو حالة الوسط، حيث تكون سرعة انتشار الصوت في المواد الصلبة أعلى من سرعته في المواد السائلة، وتكون سرعة انتشاره في المواد السائلة أعلى من سرعته في المواد الغازية.
- بالنسبة لسرعة انتشار الصوت في المواد الصلبة درجة الحرارة 25 درجة مئوية، فهي 6420 م/ث للألومنيوم، 6040 م/ث للنيكل، 3980 م/ث للزجاج الفلينت، 4700 م/ث للنحاس، 5950 م/ث للحديد.
- وفي المواد السائلة التي تبلغ درجة حرارتها 25 درجة مئوية، تكون سرعة انتشار الصوت على النحو التالي: 1498 م/ث للماء المقطر، 1103 م/ث للميثانول، 1207 م/ث للإيثانول، 1530 م/ث لماء البحر.
- بالنسبة لسرعة انتشار الصوت في المواد الغازية عند درجة حرارة 25 درجة مئوية، فهي كما يلي: 346 م/ث للهواء، 316 م/ث للأكسجين، 1284 م/ث للهيدروجين، و 213 م/ث لثاني أكسيد الكبريت.
وبهذا نصل إلى نهاية مقالنا الذي تحدثنا فيه عن سرعة انتشار الصوت في الأجسام الصلبة والغازية والسائلة، ويمكنكم متابعة المزيد من المقالات على الموسوعة العربية الشاملة.
المراجع
للمزيد يمكن الإطلاع على:
