أين تكون سرعة الصوت أكبر؟

أين ينتقل الصوت بشكل أسرع؟

ينتقل الصوت بسرعات مختلفة اعتمادًا على الوسط الذي ينتقل من خلاله؛ إذ تنتقل الموجات الصوتية عادة عبر معظم المواد الصلبة بسرعة أكبر من سرعة انتقالها عبر معظم المواد السائلة، والغازات، وهي تكون أبطأ ما يمكن في الغازات، ويجدر بالذكر هنا أن درجة الحرارة تؤثر أيضاً على سرعة انتقال الصوت،^[١] وبشكل عام يمكن للأصوات أن تنتقل عبر الأوساط المختلفة مهما كانت حالتها بشرط أن يكون هناك عدد كافٍ من الجزيئات التي تسمح للموجات الصوتية بالانتقال عبرها، وبسبب اختلاف طبيعة المواد الصلبة عن السائلة والغازية، في ترتيب الجسيمات وفي القوى التي تربط بينها فإن الصوت ينتقل عبرها بسرعات مختلفة، ومما يدل على أن الصوت ينتقل بسرعة أكبر في المواد الصلبة مقارنة بالغازية، هو قدرتك على سماع صوت القطار عبر سكة الحديد قبل قدومه، وعدم قدرتك على سماعه عبر الهواء.^[٢]

سبب انتقال الصوت بسرعة عبر المواد الصلبة

ينتقل الصوت عبر المواد الصلبة عادة بسرعة أكبر من الأوساط الأخرى كما ذُكر سابقاً؛ وذلك يعود إلى أن جزيئات الوسط الصلب تكون أقرب إلى بعضها من جزيئات السوائل أو الغازات، مما يسمح للموجات الصوتية بالانتقال بسرعة أكبر من خلالها؛ فعلى سبيل المثال تعادل سرعة انتقال الموجات الصوتية عبر الفولاذ سرعة انتقالها عبر الهواء بنحو 17 مرة؛ إذ تبلغ سرعة صوت عبر الفولاذ نحو 5,960 مترًا في الثانية.^[١]

أما بالنسبة للغازات فتنتقل الموجات الصوتية خلالها ببطء عند مقارنتها بالمواد الصلبة بسبب أن الموجات الصوتية تنتقل فيها عند اصطدام الجزيئات ببعضها البعض، كما أن سرعة انتقال الصوت في الغازات تعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة؛ فعند درجات الحرارة المنخفضة تصطدم الجزيئات ببعضها بشكل أقل من درجات الحرارة المرتفعة، مما يتيح الفرصة بشكل أكبر للموجات الصوتية للانتقال عبر الغاز، فعند التجمد (0 درجة مئوية) مثلاً ينتقل الصوت عبر الهواء بسرعة 331 مترًا في الثانية، أما عند درجة حرارة 20 درجة مئوية فهو ينتقل عبر الهواء بسرعة 343 مترًا في الثانية.^[١]

تبلغ سرعة الموجات الصوتية في الماء العذب 1,482 مترًا في الثانية، وهو ما يعادل 4 أضعاف سرعة الصوت عبر الهواء، ويجدر بالذكر هنا أن العديد من الحيوانات في المحيطات تعتمد بشكل كبير على الموجات الصوتية للتواصل مع الحيوانات الأخرى هناك، بسبب انتقال الصوت بشكل أسرع في الماء.^[١]

أمثلة على سرعة الصوت في الأوساط المختلفة

يوضح الجدول الآتي سرعة انتقال الصوت عبر الأوساط المختلفة:^[٣]