لسنوات عديدة ، تساءل الفلاسفة ، 'إذا سقطت شجرة في الغابة ولم يكن هناك من يسمعها ، فهل تصدر صوتًا؟' أجاب العلماء على هذا السؤال واستمروا في معرفة مدى سرعة انتقال هذا الصوت. لم يكن حساب هذه السرعة بسيطًا كما يبدو. على عكس سرعة الضوء ، فإن سرعة الصوت ليست ثابتة ، والمتغيرات المختلفة تغير سرعة انتقاله. ثابر العلماء وفهموا الآن كيف يعمل الصوت ، سواء كان صوت سوبرانو أو شجرة تسقط على الأرض.
ما هو الصوت؟
في المستقبل / جيتي إيماجيسالصوت هو الطاقة الناتجة عن الاهتزازات. عندما تهتز الأشياء ، فإنها تتسبب في اهتزاز الجزيئات من حولها ، مما يؤدي بدوره إلى اهتزاز المزيد من الجزيئات. هذه موجة صوتية. على سبيل المثال ، إذا سقطت شجرة على الأرض ، فإن الاهتزازات الناتجة عن هبوطها تخلق موجة صوتية. تستمر الموجات الصوتية حتى تنفد طاقتها وإذا كانت هناك آذان في نطاق الموجة ، فيمكن سماعها بالفعل.
كيفية استخدام رموز الغش في sims 4
ما هي سرعة الصوت؟
عند الحديث عن سرعة الصوت ، يشير معظم الناس إلى سرعة انتقال الموجات الصوتية عبر الهواء. عند درجة حرارة 68 درجة فهرنهايت ، في بيئة جافة ، تبلغ سرعة الصوت حوالي 767 ميلاً في الساعة. تتغير السرعة في درجات حرارة مختلفة وتتنوع أيضًا تبعًا للغازات الموجودة في الهواء.
قانون الأوتار
في القرن السادس قبل الميلاد ، قضى الفيلسوف وعالم الرياضيات وعازف القيثارة ، فيثاغورس ، وقتًا في البحث عن طريقة العمل الصوتي. تقول الأسطورة أن عمله على الصوت كان مستوحى من رؤية الطريقة التي خلقت بها المطارق ذات الأحجام المختلفة نغمات مختلفة في متجر الحدادة. من الأرجح أن تجربة طول أوتار قيثارته ألهمت اكتشافه أن التردد يتناسب عكسياً مع طول الوتر. يُعرف باسم القانون الأول للأوتار وهو من أوائل الأعمال المسجلة حول الموجات الصوتية.
السير اسحق نيوتن
توني باجيت / جيتي إيماجيسكان السير إسحاق نيوتن أول من نشر سرعة الصوت. وقف نيوتن في رواق أعمدة في كلية ترينيتي ، صفق بيديه وقاس الوقت الذي استغرقه الصوت ليعود إلى أذنيه. بدون معدات قياس حديثة ، اعتمد على البندول لقياس الوقت. رقمه ، المنشور في Principia Mathematica ، كان منخفضًا بنحو 15٪. تم تحسين الصيغة التي طورها نيوتن بواسطة بيير سيمون لابلاس وهي معروفة باسم معادلة نيوتن لابلاس.
قياس سرعة الصوت بالطلقات النارية
في أوائل القرن الثامن عشر ، أجرى القس ويليام دورهام تجارب لقياس سرعة الصوت. بينما كان يقف في برج به تلسكوب ، أطلق مساعدوه نيران أسلحتهم على عدد من المعالم المحلية. لاحظ دورهام وميض الرصاصة واستخدم بندولًا لقياس الوقت الذي استغرقه لسماع الصوت. نظرًا لأنه يعرف المسافات المعنية ، يمكن حساب سرعة الصوت وتعتبر أقرب تقدير دقيق بشكل معقول.
قياس سرعة الصوت بواسطة أنبوب كوندت
بيكسلوت / جيتي إيماجيساخترع August Kundt أنبوب Kundt في عام 1866. يتكون الجهاز من أنبوب شفاف يحتوي على كمية صغيرة من المسحوق الناعم. عندما يتم إنشاء صوت في أحد طرفي الأنبوب ، يتم تحريك المسحوق بواسطة الموجات الصوتية. يستقر على فترات متباعدة بشكل متساوٍ في الأنبوب ، اعتمادًا على الطول الموجي. يسمح قياس المسافة بين أكوام المسحوق بحساب سرعة الصوت. يسمح ملء أنبوب كوندت بغازات مختلفة بقياس سرعة الصوت بوسائط مختلفة.
قياس سرعة الصوت بالميكروفونات
إن أبسط طريقة لقياس سرعة الصوت اليوم هي استخدام ميكروفونين. المفهوم الأساسي هو نفسه بنادق دورهام ، لكن ساعات التوقف وأجهزة التسجيل السريع تسمح بمسافة أقصر بين مصدر الصوت وجهاز القياس. يمكن أن يكون الصوت أخف أيضًا من انفجار بندقية.
آثار الارتفاع
lzf / جيتي إيماجيسدرجة الحرارة لها التأثير الأكبر على سرعة الصوت. في أي غاز مثالي معين ، بتكوينه الثابت ، تعتمد سرعة الصوت فقط على درجة الحرارة. يتباطأ الصوت مع انخفاض درجات الحرارة ، مما يعني أن الموجات الصوتية تتحرك ببطء أكثر على ارتفاعات أعلى. هذا هو السبب في أن السرعة العامة للصوت تقاس عند مستوى سطح البحر وتستند إلى درجة حرارة معينة.
موطن قرد البحر
الصوت في مواد مختلفة
ثيبالمير / جيتي إيماجيسنظرًا لأن الصوت ينتج عن اهتزاز الجسيمات ، فإنه يتطلب وسيطًا للتحرك خلاله. هذا يعني أنه لا يوجد صوت في الفراغ ، ولكنه يعني أيضًا أن الصوت يمكن أن ينتقل عبر مواد أخرى غير الهواء. في الواقع ، يتحرك الصوت بشكل أبطأ خلال الغازات. يتحرك أسرع في الماء بأكثر من أربع مرات وأسرع 15 مرة من خلال الحديد.
كسر حاجز الصوت
صور vtwinpixel / جيتيعلى الرغم من أن مهندسي الطيران الأوائل اعتقدوا أن سرعة الصوت كانت حاجزًا من المستحيل تجاوزه ، إلا أن الأجسام التي صنعها الإنسان كسرتها لأول مرة منذ قرون. الكراك الذي يسمع من السوط هو دوي صوتي ، وحتى الرصاص المبكر كان ينتقل أسرع من سرعة الصوت. أصبح تشاك يايجر أول شخص يطير أسرع من الصوت في رحلة جوية مستوية في عام 1947. في عام 2012 ، أصبح فيليكس بومغارتنر أول شخص يسافر أسرع من الصوت بدون مركبة عندما هبط بالمظلة من ارتفاع 120 ألف قدم.