سرعة الصوت في الوسط هي أسرع ما يمكن، ولهذا نجد أن الصوت يحتاج بالضرورة إلى وسيط ينتشر فيه، وهي حقيقة علمية درسها الفيزيائيون وسؤال يصادفه بعض الطلاب في المناهج الدراسية وسيفعل ذلك. نوفر لك الإجابة على هذا السؤال، وكذلك توضيح بعض المفاهيم العلمية المتعلقة به.
تكون سرعة الصوت قصوى في البيئة
تختلف سرعة انتشار الصوت باختلاف المكان الذي ينتشر فيه، حيث وجدنا أن سرعة انتشاره في المواد الصلبة تزيد عنها في السوائل، وفي السوائل أكبر منها في الغازية، وفي الأجسام السائلة. السؤال هو – السرعة القصوى للصوت في البيئة
- الصلب.
حدد سرعة الصوت
تُعرف بالسرعة التي تنتشر بها الموجات الصوتية، حيث يتغير الصوت حسب الوسط الذي ينتشر فيه، صلبًا أو سائلًا أو غازيًا، وكذلك بتغيير العوامل المؤثرة عليه، فنجد أن الصوت يزداد بازدياد. وسيتم تقديم هذه العوامل بمزيد من التفصيل في الفقرة التالية.
العوامل المؤثرة على الصوت
تختلف سرعة الصوت باختلاف البيئة التي ينتقل فيها، وتجدر الإشارة إلى أن الصوت ينتقل بسرعة أبطأ بكثير من سرعة الضوء، لتوضيح أن صوت الرعد والبرق يُسمع بعد وقت قصير من ملاحظته، والأهم من ذلك، سيتم النظر في هذه العوامل
- درجة الحرارة هذا عامل مهم يؤثر بشكل مباشر على سرعة انتشار الصوت في البيئات المختلفة. وجدنا أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت سرعة انتشارها. على سبيل المثال، عندما تكون درجة الحرارة في البيئة 0 درجة مئوية، تكون سرعة انتشار الصوت في هذه البيئة 331 مترًا، وسرعة انتشاره في البيئة 344 مترًا عندما تكون درجة حرارة الهواء في هذه البيئة 22 درجة مئوية.
- حالة البيئة المادية تعتمد سرعة انتشار الصوت على الحالة المادية للبيئة التي ينتشر فيها.
الخصائص التي تحدد سرعة الصوت
تُعرَّف سرعة الصوت بأنها شكل الطاقة الذي تهتز فيه جزيئات الهواء وتنتشر في نمط يسمى الموجات الصوتية. يتم عرض هذه الخصائص أدناه
- الكثافة تُعرَّف بأنها النسبة بين كتلة الجسم وحجمه، أو هي كتلة ذلك الجسم لكل وحدة حجم.
- نسبة الحجم أو (الانضغاط) هذه هي الزيادة في الضغط المطلوبة لخفض الحجم. تقاس درجة انضغاطية المادة بقدرة تلك المادة على الانضغاط في مساحة ضيقة. نتيجة لذلك، نجد أنه كلما زادت كثافة المادة، كلما زادت قابلية انضغاطها، قلت سرعة الصوت.
تختتم هذه المقالة بإجابة على السؤال المطروح سابقًا وتحدد كلاً من الصوت وسرعة الصوت، فضلاً عن العوامل التي تؤثر على سرعة انتشار الصوت.