سرعة-الصوت-في-الهواء
الصوت
يصدر الصوت عن كل ما هو محيطٌ بالإنسان ويستطيع الشخص سماع الصوت الصادر عن طريق حاسة السّمع ممثّلة في الأذنيّن، والصوت عبارةٌ عن حركاتٍ اهتزازيّةٍ طوليةٍ أو عرضيّةٍ ميكانيكيّةٍ في الوسط الماديّ كالهواء والماء والأجسام الصلبة التي تعمل على نقل الصّوت من مكان إلى آخر، وفي المقابل لا ينتقل الصّوت في الفراغ أو في المكان المُفرَّغ من الهواء، وتتغيّر سرعة الصوت في الوسط الماديّ بحسب الوسط نفسه، ودرجة الحرارة، وتأثر الوسط الماديّ بالمجال المغناطيسيّ، والكثافة، واللزوجة، وسنقدم معلومات عن سرعة الصوت في الهواء خلال هذا المقال.
سرعة الصوت
- تعتبر سرعة الصوت إحدى الخصائص الفيزيائيّة له وهي عبارةٌ عن سرعة انتقال الموجات الطوليّة أو العرضيّة في الوسط الماديّ، وتختلف هذه السرعة بحسب الوسط الماديّ والخواص الفيزيائيّة المرتبطةِ به، ولتحديد سرعة الصوت لابد من توافر خاصتيّن هما: معامل الحجم، والكثافة، كما وتتأثر بالحرارة، والعلاقة الرياضية التي تربط ما بين سرعة الصوت والتردد والطول الموجيّ هي: (سرعة الصوت= التردد× الطول الموجيّ)
- وكلما زادت صلابة الجسم زادت سرعة الصوت فنجد أنّ سرعة الصوت في الجوامد أعلى من الغازات والسوائل؛ فعلى سبيل المثال سرعة الصوت في النحاس 5010م/ ث، بينما سرعة الصوت في الماء العذب 1482م/ ث، وفي الهواء 343م/ ث وجميعها مقاسةٌ عند درجة حرارة 20°م.
سرعة الصوت في الهواء
يعتبر الهواء من الأجسام التي تقوم بنقل الصوت وأوّل قياس لتلك السرعة كانت في العام 1738م عن طريق قياس المدة الزمنية الفاصلة بين كلٍّ من وميض الطلقة الخارجة من المدفع وسماع صوتها عبر مسافةٍ محدودةٍ، وتمّ قياس سرعة الصوت في الهواء ب343م/ ث عند درجة حرارة 20°م، وقد وجد العلماء أنّ هذه السرعة تختلف باختلاف درجة حرارة الهواء فمثلًا عند درجة الصفر المئويّ فإنّ سرعة الصوت تبلغ 330م/ ث أيّ أنّ سرعة الصوت تتناسب تناسبًا عكسيًّا مع درجة الحرارة.
خصائص الصوت
- سرعة الصوت أيّ سرعة انتقال الموجات الصوتيّة في الوسط الماديّ.
- شدة الصوت أيّ قوة الصوت في نقطةٍ ما والتي تعتمد على: بعد النقطة عن مصدر الصوت، وتردد المصدر وسعته، والمساحة السطحيّة للجسم المُهتزّ، وكثافة الوسط الذي تنتشر فيه الموجات الصوتيّة.
- علو الصوت أيّ مقدار سماع الإنسان للصوت من عدم سماعه؛ فالإنسان يستطيع سماع الصوات ذات الترددات التي تتراوح ما بين 20 إلى 20000 هيرتز، أمّا الأصوات ذات الترددات التي تكون أقلّ من 20 هيرتز أو أعلى من 20000 هيرتز فلا يستطيع الإنسان سماعها.
- درجة الصوت أيّ تردد الصوت الواصل من الأذن بحسب علوُّ التردد فنجد أنّ الأصوات الرفيعة ذات تردد أعلى من الأصوات الغليظة وهذا ما يُفسِّر علو صوت المرأة عن صوت الرجل.
