التصنيف: الفيزياء

عندما يتحرك جسم ما، يتغير موضعه بمرور الزمن، وقد تكون سرعته منتظمة أو غير منتظمة، لكن هل تساءلت عن معدل السرعة التي يغير بها الجسم المتحرك موقعه؟ لفهم ذلك اسُتخدم مفهوم السرعة المتوسطة.

(المزيد…)

التسارع هو معدل تغيّر متّجه السرعة، حيث تتسارع الأجسام عندما تغيّر سرعتها أو اتجاه سرعتها. لذا عندما يتحرك جسم في مسار دائري بسرعة ثابتة، فإنه لا يزال يتسارع، لأن اتجاه سرعته يتغيّر، أي بمعنى آخر عندما يتحرك جسم حركة دائرية منتظمة، يتغير اتجاه سرعته باستمرار، لذا يوجد دومًا تسارع مرافق له، على الرغم من أن السرعة قد تكون ثابتة.

(المزيد…)

الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet، هي أحد أنواع الطاقة الكهرومغناطيسية التي تشمل موجات الراديو، الضوء المرئي المنبعث من الأضواء المنزلية، الأشعة السينية وأمواج الميكرويف، وتعد الشمس المصدر الأكثر شهرة لها. تستخدم الأشعة فوق البنفسجية في العديد من التطبيقات مثل التعقيم، التصوير، الطب، التحليل الكيميائي والتصنيع.

(المزيد…)

المد والجزر عبارة عن موجات طويلة جدًا تتحرك عبر المحيطات، تنتج تلك الموجات عن تأثير قوى جاذبية القمر والشمس على الأرض، فعندما تصل أعلى نقطة في الموجة إلى الساحل يكون قد تعرض الساحل لموجة مد عالية. وعندما تصل إلى أدنى نقطة، في الساحل يكون قد تعرض الساحل لمد منخفض.

(المزيد…)

في ضوضاء وضجيج الحياة أصبحت ظاهرة الصدى غير واضحة على عكس الأزمنة السابقة التي كانت فيها هذه الظاهرة من أولى اهتمامات العلماء، سعوا بكافة جهودهم لمعرفة حقيقتها وتفاصيلها بشكل دقيق وصحيح.

فلم يكن الأمر يقتصر فقط على صدى الصوت لا بل كان الأمر يشمل الضوء والموجات الكهرومغناطيسية وغيرها من تفاصيل الحياة التي من خلالها تم الاستفادة وإنجاز الكثير من الاختراعات التي أفادت البشرية حتى الآن.

ما هو الصدى؟

الصدى عبارة عن ظاهرة طبيعية ناتجة عن ارتداد وارتجاع الصوت، انعكاس الضوء عن الأجسام، انعكاس الموجات الكهرومغناطيسية عند اصطدامها بالأشياء.

في الماضي كان الأمر يشغل تفكير الإنسان القديم بشكل كبير وخاصة عندما كان يسمع صوت صدى صوته العميق في وحدته الطويلة، وعندما كان يرى ضوء القمر قد وصل إليه من بعيد، بحث كثيرًا حتى وصل إلى النتائج التي عادت إليه بالفائدة التي استمرت حتى الآن، فقد استفاد من هذه الظاهرة باختراعات كثيرة منها اختراع الرادارات الخاصة بالطائرات ومراصد المراقبة وغيرها.

 ما هو صدى الصوت؟

صدى الصوت من الظواهر الطبيعية التي تنتج عن ارتداد أو ارتجاع الموجة الصوتية التي تصدر عن مركز انطلاق الصوت بعد اصطدامه بسطح صلب.

لسرعة الصوت والمسافة التأثير الكبير على إدراك هذه الظاهرة، فنحن لا نستطيع إدراك الصدى وسماعه إلا على مسافة قدرت ب 17 متر تفصل بين مصدر الصوت والسطح الصلب الذي سيرتد عليه، حيث تم تحديد المسافة وفق المعادلة التالية:

2ف = ع×ز

• الرمز (ف) يعبر عن المسافة بين مصدر الصوت والسطح الطلب.
• الرمز (ع) يعبر عن سرعة الصوت خلال الثانية وقدر ب 340م/ث.
• الرمز (ز) يعبر عن الزمن الذي يفصل بين صدور الموجة الصوتية وارتدادها على السطح الصلب لتستطيع آذاننا سماعها وقدرت ب 0.1 ثانية.

في بعض الأحيان قد يكون الجسم الذي سيرتد عنه الصوت كبير أو قد يوجد على بعد مسافة بعيدة، هنا ستتكرر الظاهرة عدة مرات.

أحيانًا قد يتم سماع صدى الصوت عدة مرات على الرغم من المسافات القصيرة، ذلك في حال وجود عدة حواجز، لأن الأمواج الصوتية ستصطدم بها وترتد، كما يحدث في الغرفة الفارغة.

الصوت لا يرتد إلى مكان خروجه، فكما الضوء ينعكس حسب الزاوية على السطح الذي اصطدم به كذلك الضوء.

هل يوجد شروط لحدوث الصدى؟

يوجد مجموعة من الشروط واجب توفرها لتحقيق حدوث الظاهرة وهي:

1. توفر سطح عاكس مقابل مصدر الصوت.
2. يجب توفر وسط بين مصدر الصوت والسطح الذي سينعكس عليه.
3. المسافة بين مصدر الصوت والسطح العاكس هي ١٧م.
4. يجب أن تكون شدة الصوت قوية.
5. الزمن المناسب لسماع الصوت بعد ٠.١ ثانية.

ما هي قصة ايكو Echo صدى الصوت؟

بقيت ظاهرة الصدى لفترة طويلة رهينة الأساطير والتكهنات التي كانت تسيطر على شعوب وأمم قديمة، لكن كان أشهر هذه القصص هي قصة ايكو اليونانية والتي تقول:

تحكي الأسطورة أن الآلة زيوس كان محبًا للنساء وملاطفتهم ومغازلتهم في جبل الأوليمبيوس. الأمر الذي دفع بزوجته هيرا إلى مراقبته وملاحقته دومًا لمنعه من القيام بأي علاقة غرامية مع غيرها. وفي كل محاولة منها لملاحقته كان هناك حورية اسمها ايكو تحاول دومًا إشغالها عنه ولفت انتباهها عن مهمتها بالكلام والحديث المشوق. اكتشفت زوجة زيوس الأمر غضبت غضبًا شديدًا ولعنتها لعنة قوية منعتها فيها من الكلام أبدًا وفقط تردد آخر ثلاث كلمات تصل إلى سمعها ممن حولها. ومن هنا ارتبطت هذه الظاهرة بايكو حورية الجبل.

هل هناك استخدامات لظاهرة الصدى؟

نعم يوجد الكثير من الاستخدامات لهذه الظاهرة ولكن تختلف حسب مستخدمها كما يلي:

استخدام الصدى من قبل الإنسان

يستخدم الإنسان هذه الظاهرة في الكثير من الأمور الهامة منها:

• في مجال الطب قدمت ظاهرة الصدى خدمات رائعة، في مقدمتها قدرة الأطباء على رسم صورة لجسم الإنسان يتم فيها تحديد المشكلة الصحية الموجودة، كما يمكن من خلال الموجات الصوتية مراقبة الأجنة خلال الحمل.
• يساعد صدى الصوت الطاقم الفني في السفن البحرية على تحديد المسافة بين السفينة والجبال الجليدية أو الصخرية التي قد تعترض طريقها، حيث تم وضع صفارة في مقدمة السفن تعمل على إطلاق موجات صوتية بعد تحديد الزمن والمسافة المناسبة، الأمر الذي يحمي السفينة من الاصطدام بالجبل أو أي شيء قد يلحق بها الضرر.
• لا يقتصر الأمر فقط على حماية السفينة في البحار إنما تساعدنا الأمواج الصوتية على تحديد عمق الماء تحت السفينة بحساب بسيط للمدة الزمنية بين إصدار الموجة واستقبال صداها عبر جهاز المسبار.
• كما يستخدم الصيادون صدى الصوت في تحديد أماكن تجمع الثروة السمكية لتسهيل عملية الصيد.

أهمية الصدى لدى الحيوانات

يوجد العديد من الاستخدامات لهذه الظاهرة لدى الحيوانات ومنها:

• الخفاش مثلًا يحتاج إلى صدى الصوت ليحدد المسافات وإن كان هناك ما قد يصطدم به في الظلام، فهو بهذه الطريقة يستطيع التحرك في الليل دون الحاجة للضوء.
• الحيتان والدلافين تستخدم هذه الظاهرة لتحديد اتجاه الماء وحركتها، كذلك لتحديد أماكن تجمع الأسماك التي ستتغذى عليها.

كيف أمنع الصدى؟

في بعض الظروف والمناسبات نحتاج إلى إيقاف حدوث هذه الظاهرة بشكل نهائي لأنه سيكون مزعج ومعيق لنجاح الأمر كما في حفلات المسارح والقاعات الشاسعة، لذا يتم تبطين جدران القاعات وأسقفها بمواد عازلة ومرنة تمتص الموجات الصوتية وتمنع ارتدادها وبالتالي تمنع صداها.

هل صدى الصوت هو انعكاس الصوت؟

يمكننا تعريف الصوت على أنه ذبذبات في وسط يوصف بالمرونة، أي هو أي مادة خام قادرة على الارتداد إلى الحالة الأساسية بعد تعرضها لقوة خارجية، فهو لا يمتلك كتلة ولا يستطيع الانتقال في الفراغ وتقل ذبذباته في كلما قلت مرونة الوسط.

ظاهرة انعكاس الصوت تتم عند ارتداد الأمواج الصوتية على السطح العاكس إلى مصدر الصوت، لذا يعتبر صدى الصوت ظاهرة تتبع ظاهرة انعكاس الصوت لكن ضمن شروط محددة وهي أن يكون السطح العاكس على بعد 17 متر والزمن لمناسب لسماعه 0.1 ثانية.

المصادر

• Echo | dictionary
• Uses of Echo | translate
• ECHO | sfu.ca
• Reflection, Transmission and Echo | toppr

الاتزان هو الأساسي في هذا الكون، يظهر في أدق التفاصيل في الأرض والسماء، والبحار والأنهار، وفي جسد الإنسان ونفسيته، وفي كل شيء قد يخطر في الذهن… بدايةً من الاتزان الفيزيائي وصولًا إلى التوازن والاتزان النفسي.

(المزيد…)

افترض العلماء بأن سرعة الضوء هي أقصى حد للسرعة الكونية، بحيث لا يمكن لأي شيء أن يسافر بسرعة أكبر منها في الفراغ، كما افترضوا أيضًا أن سرعته ثابتة في الفراغ دومًا. أما النظرية النسبية الخاصة، التي وضعها ألبرت أينشتاين، فقد افترضت بأن المكان والزمان نسبيان، وأن سرعة الضوء هي الثابت الذي يربط بينهما.

(المزيد…)