المملكة العربية السعودية ص. ب 80200 جدة 21589 هاتف: 6952000 12 966+ سياسة الخصوصية والنشر - جامعة الملك عبدالعزيز جميع الحقوق محفوظة لجامعة الملك عبدالعزيز 2022©
مؤسسة موقع حراج للتسويق الإلكتروني [AIV]{version}, {date}[/AIV]
بينما الموجات المستعرضة تكون عبارة عن مجموعة من القمم والقيعان التي تكون فيها اتجاه انتشار الموجه عموديًا على اتجاه الاضطرابات التي تحدث بداخل الوسط. شاهد أيضًا: ما هو سرعة الصوت في الماء يمكن للصوت أن ينتقل من خلال الهواء الذي يعد وسطًا غازيًا من خلال اصطدام جزيئات الوسط مع بعضها. والجدير بالذكر أن هذه الجزيئات تصطدم مع بعضها بصورة عشوائية لذلك نجد أن السرعة التي ينتقل بها الصوت تعتمد على الحالة التي يكون عليها الوسط الغازي، حيث تختلف من غاز إلى أخر. قام العلماء بتحديد رقم ثابت لكل غاز بحيث يكون هذا الرقم الثابت هو 286 بالنسبة للهواء. أن قانون سرعة الصوت هو الجذر التربيعي لمعامل الاعتلاج × درجة الحرارة × ثابت الغاز. وبالتالي نجد هنا أن سرعة الصوت يتواجد بها ثابتان الأول هو ثابت الغاز الذي مكن تحديده بمعرفة نوع الغاز الذي يسير به الصوت والأخر هو معامل الاعتلاج الذي يتم تقديره ب 4. 1 للهواء. وبالتالي أن كل ما نحتاج أن نقيسه هو درجة الحرارة والتي يمكن قياسها من خلال جمع درجة حرارة المكان مع 273. 15، وذلك من خلال استخدام وحدة الكلفن. والجدير بالذكر أن سرعة الصوت في الهواء تبلغ 332 متر في الثانية الواحدة، وذلك عندما تكون درجة الحرارة تساوى صفر درجة مئوية.
الصوت من وجهة نظر الفيزياء فالصوت هو موجة. وتنتشر الموجة في السوائل والغازات كموجة طولية وهي كذلك أيضًا في الهواء. يكون تغير الموجة في نفس اتجاه انتشار الصوت. أما في المواد الصلبة فينتشر الصوت في موجات عرضية (أي تكون موجاته عمودية على اتجاه انتشار الصوت). وتحرك موجات الصوتية جزيئات الوسط (غالبًا الهواء) حول حالة وسطية بين الزيادة والنقصان وتنتشر في الهواء بسرعة خاصة، ويرمز لسرعة الصوت بـ c. تحتاج موجات الصوت إلى وسط لتنتشر فيه، مثل الهواء أو الماء أو السوائل أو في وسط مادة صلبة، مثل قضيب من النحاس أو حديد، كذلك نسمع الصوت عبر الحائط؛ ولا ينتشر الصوت في الفراغ. سرعة الصوت سرعة الصوت هي السرعة التي ينتشر فيها الصوت على شكل موجة صوتية في وسط ما، ويكون هذا الوسط إما غازًا أو سائلًا أو صلبًا، ولا يمكن للموجات الصوتية أن تنتشر بدون وسط كما هو الحال في الفراغ مثل الفضاء الخارجي، وعادة ما يتم قياسه بواحدة متر في الثانية (m/s). تعتمد سرعة الصوت على الوسط الذي ينقلها. وتبلغ سرعة الصوت في الهواء 343 متر في الثانية عند درجة حرارة 20 درجة مئوية و 1407 متر /ثانية في الماء عند درجة الصفر المئوي. في العادة تكون اختلافات في الضغط أو في الكثافة سببًا في تغير سرعتها.
[١] سرعة الصوت في الهواء هل لاختلاف الوسط المادي علاقة في سرعة الصوت؟ يمكن تعريف سرعة الصوت على أنها سرعة الموجات الصوتية أثناء انتشارها عبر وسط مرن، وتختلف سرعة الصوت باختلاف الوسط المادي الذي تنتقل عبره، فإن أبطأ سرعة لها تكون في الغازات ، بينما تبلغ أعلى سرعة للصوت في المواد الصلبة ، أما بالنسبة للمواد السائلة فإن سرعة الصوت فيها أسرع من سرعتها في الغازات وأبطىء من سرعتها في المواد الصلبة، وإن سرعة الصوت تعتمد على نوع المادة التي تنتشر من خلالها كما وتعتمد أيضًا على درجات الحرارة [٢]. اعتمادًا على اختلاف سرعة الصوت تبعًا للوسط الذي ينتقل من خلاله فإنه وعلى سبيل المثال إذا كانت المادة التي تنتشر فيها الصوت هي الهواء، فإن ما يحدث كالآتي: عندما تنتشر موجة صوتية في الهواء تسبب اهتزازات لجزيئات الهواء مما يؤدي إلى تغير في ضغط الهواء فيؤدي لحدوث ضغط وتخلخل في الهواء أثناء انتقال الموجة خلال الهواء، ولقياس سرعة الصوت في الهواء الجاف يستخدم القانون الآتي: 331. 4 + 0. 6 × درجة حرارة الهواء - بالسيلسيوس-، فإن سرعة الصوت في الهواء الجاف عند درجة حرارة تساوي 20 درجة مئوية - أي ما يعادل 68 درجة فهرنهايت- تبلغ تقريبًا 343.
سرعة الصوت: (السرعة التي تنتقل بها الموجات الصوتيّة)، وهي المسافة التي يقطعها الصوت خلال ثانية واحدة. وتختلف سرعة الصوت حسب الوسط الّذي تنتقل فيه الموجات. العوامل المؤثرة في سرعة الصوت الخصائص التي تحدّد سرعة الصوت هي: - الكثافة ومعامل الحجم. - درجة الحرارة حيث ينتقل الصوت بسرعة أكبر خلال السوائل والأجسام الصلبة. كما أنّ سرعة الصوت تزداد مع الحرارة. وينتقل الصوت في الماء بطريقة مختلفة عن انتقاله في الهواء. قياس سرعة الصوت: نقسم المسافة التي يقطعها الصوت/ على الزمن المستغرق لقطع هذه المسافة سرعة الصوت حسب الوسط لابد وأنك شاهدت يوماً في أحد الأفلام القديمة ، أن شخصاً يضع أذنه على قضيب القطار ، لكي يعرف هل اقترب أم لا؟! ، إذ يعرف ذلك من خلال سرعة الصوت، حيث أنّ سرعة الصوت في الحديد أكبر من سرعة الصوت في الهواء بخمسة عشر ضعفاً، وبذلك يعرف بصورة أسرع. سرعة الصوت في الهواء: 343 م/ث. سرعة الصوت في الماء 1533 م/ث. تأثير الحرارة على سرعة الصوت - كلما زادت درجة الحرارة زادت سرعة الصوت، وبالتالي: الصوت ينتقل في الصيف أسرع منه في الشتاء وينتقل في المناطق المتجمدة أبطئ منه في الساخنه فعندما تكون درجة الحرارة صفر في موسكو مثلاً تكون سرعة الصوت 330 م/ث.
4م/ث، أمّا الضغط داخل الماء والذي يتأثَّر بالعُمق، فإنّه كلّما اختلف العُمق بمقدار 1كم، فإنَّ هذا سيؤدّي إلى تغيُّر سُرعة موجات الصوت بمقدار 17م/ث. [٤] أنواع الموجات يوجد العديد من أنواع الموجات بمختلف الصفات والخواصّ، ومن هذه الأنواع: [٥] الموجات المستعرضة (بالإنجليزيّة: Transverse waves): هذا النوع من الموجات يؤدّي إلى تحريك جزيئات الوسط بشكل عمودي مع خط سير الموجة. الموجات الطوليّة (بالإنجليزيّة: Longitudinal waves): هي الموجات التي تُحرِّك جزيئات الوسط الناقل لها بشكل موازي مع خط سير الموجة. الموجات السطحيّة (بالإنجليزيّة: Surface waves): تتحرَّك جزيئات مادّة الوسط بشكلٍ دائريّ، وذلك بخلاف الموجات المستعرضة والطوليّة. يمكن تصنيف الموجات حسب كيفيّة نقلها للطاقة كالتالي: [٥] الموجات الكهرومغناطيسيّة (بالإنجليزيّة: Electromagnetic waves): إنَّ هذا النوع من الموجات له القدرة على أن ينقُل الطاقة في الفراغ (بدون وسط ناقل)؛ حيثُ إنَّ هذا النوع من الموجات هو نتاج اهتزاز جزيئات مشحونة، ومن أبرز الأمثلة عليها هي الموجات الكهرومغناطيسيّة التي مصدرها الشمس ، فهي تنتقل من مصدرها إلى الأرض بدون وجود وسط ناقل، فالفضاء الخارجي هو عبارة عن فراغ.
4 m/s، أي ما يقارب 768 ميلًا في الساعة. علم الصوت علم الصوت أو الصوتيات أو السمعيات (Acoustics) هو فرع من العلوم المتعدد المبادئ الذي يهتم بدراسة الصوت، ما فوق الصوت، ما تحت الصوت، أو بشكل عام جميع الأمواج الميكانيكية للصوت في الغازات، السوائل والمواد الصلبة. هذا علم يجمع و يتعامل مع الأمواج الصوتية ميكانيكيا في الغازات والسوائل والجوامد بما فيه الاهتزازات والصوتيات وما فوق الصوتيات وما تحت الصوتيات. والشخص الذي يعمل في هذا المجال يدعى عالم صوت أو مهندس صوت, ويمكننا أن نرى تطبيق هذا العلم في أغلب حياة المجتمعات الحديثة. إن حاسة السمع من أكثر الحواس الهامة لخاصية البقاء عند الأحياء, والنطق من أهم مميزات الإنسان. هذا العلم ليس المراد منه حركة انتقالية من ماء أو هواء واحد بعينه بل هو أمر يحدث بصدم بعد صدم وسكون بعد سكون… والصدى يحدث عن انعكاس الهواء المتموج من مصادمة جسم عالٍ كجبل أو حائط، ويجوز ألا يقع الشعور بالانعكاس لقرب المسافة فلا يحس بتفاوت زماني الصوت وعكسه. تاريخ الصوت الفهم الفيزيائي لعمليات علم الصوت قهمت بشكل متطور بعد الثورة العلمية, وقد كان جاليليو (1564-1642م) والآخر مارين ميرسين (1588-1648م), ولكن بشكل منفصل, تم اكتشاف القوانين الكاملة للأوتار المهتزة – ليكملوا ما بدأه فيثاغورث وأتباعه قبل أكثر من 2000 سنة – فقد كتب جاليليو " اصدر الأمواج الصوتية من اهتزازات جسم رنان والذي ينتشر في الهواء مارا بطبلة الأذن حتى يبدأ الدماغ بترجمة هذا الصوت".