تعرَّف الموجة (بالإنجليزيّة: Wave) على أنّها اضطراب دوري ومتكرر ينتقل من مكان إلى آخر عبر وسطٍ ما، ويُعدّ الصوت أحد أنواع الموجات، وتسمّى موجات صوتية (بالإنجليزيّة: Sound wave)، وهي عبارة عن موجة ميكانيكية طولية تنتقل عبر عدّة أوساط، والتي قد تكون وسطاً غازياً كالهواء، أو وسطاً سائلاً كالماء، أو وسطاً صلباً كالحديد.[١][٢]
نظرة عامة حول سرعة الصوت
يمكن تعريف سرعة الصوت (بالإنجليزية: Speed of Sound) على أنّها السرعة التي تنتقل بها الموجات الصوتية عبر المواد والأوساط المختلفة، وتنتشر الموجات الصوتية عبر الأوساط المختلفة بسرعاتٍ مختلفة،[٣] وهي بشكلٍ عام تنتقل عبر المواد الصلبة والسائلة بشكلٍ أسرع من انتقاله عبر الوسط الغازي كالهواء، وغيرها من الغازات، ويبيّن الجدول التالي سرعة انتقال الصوت عبر (الهواء، والماء، والحديد) عند نفس درجة الحرارة:[٤]
المادة | سرعة الصوت |
الهواء | 343 م/ث |
الماء | 1493 م/ث |
الحديد | 5130 م/ث |
سرعة الصوت في الماء
يُلاحظ من الجدول السابق أنّ سرعة الصوت بالماء تُقدّر بنحو (1493) م/ث، وهذه السرعة أعلى من سرعة انتقاله من الغازات وأقل من سرعة انتقاله في المواد الصلبة، ويُمكن تفسير ذلك؛ بأنّ جزيئات الغازات متباعدة بصورة أكبر من السوائل؛ ممّا يجعل الموجات الصوتية تتحرّك بشكل أبطأ عن الحالة السائلة، في حين أنّ الجزيئات تكون مترابطة بصورة أكبر في المواد الصلبة؛ ممّا يجعل الموجات الصوتية تتحرّك وتنتشر بشكل أسرع خلالها، إذ أنّ سرعة الصوت تعتمد بشكلٍ أساسي على مدى تباعد، أو تقارب جزيئات المادة عن بعضها،[٤] ويجب معرفة أنّ سرعة الصوت تختلف ما بين سرعته في الماء المقطّر عن سرعته في الماء المالح، إذ قد تتراوح سرعته ما بين (1450 إلى 1498) متراً في الثانية في الماء المقطر، وتٌقدّر سرعته في مياه البحر المالحة بنحو (1531) متراً في الثانية، عندما تكون درجة الحرارة بين (20) درجة مئوية إلى (25) درجة مئوية.[٥]
العوامل التي تعتمد عليها سرعة الصوت في الماء
بعد تحديد قيمة سرعة الصوت بالماء، تبيّن أنّ سرعة الصوت في الماء (البحار والمحيطات) ليست قيمة ثابتة، إذ أنّها تختلف قليلاً (أي بنسب مئوية قليلة) من نقطة لأخرى في نفس البحر أو المحيط، وباختلاف العمق، كما قد تختلف قيمتها من موسم لآخر، أو حتى اختلاف القيمة من الصباح حتى المساء، وذلك بسبب وجود عدد من العوامل التي تعتمد عليها سرعة الصوت في الماء، وهي كما يلي:[٦]
- درجة حرارة ماء المحيط أو البحر؛ إذ تكون في الصيف أعلى قيمةً من فصل الشتاء، وتكون في النهار أعلى منها في المساء، كما تختلف درجة حرارة قاع المحيط أو البحر عن درجة حرارة سطحه؛ إذ تكون في القاع أقل منها من السطح.
- الضغط الذي يُشير إلى وزن عمود الماء، وكلّما نزلنا إلى أسفل وزاد العمق، زاد وزن عمود الماء وبالتالي زاد الضغط في الأسفل، واختلف عن الضغط في الأعلى، مع العلم بأنّ قيمة الضغط تختلف بشكلٍ واضحٍ ما بين السطح والقاع.
- نسبة ملوحة ماء البحر أو المحيط، والتي تتغير بمقدار ضئيل ما بين السطح والقاع.
المراجع
- ↑ "What is a Wave?", www.physicsclassroom.com, Retrieved 30/6/2021. Edited.
- ↑ "Sound is a Mechanical Wave", www.physicsclassroom.com, Retrieved 30/6/2021. Edited.
- ↑ "Speed of sound", www.britannica.com, 6/6/2019, Retrieved 30/6/2021. Edited.
- ^ أ ب "Sound waves", www.bbc.co.uk, Retrieved 30/6/2021. Edited.
- ↑ "Speed of Sound", byjus.com, Retrieved 30/6/2021. Edited.
- ↑ "Speed of Sound", dosits.org, Retrieved 30/6/2021. Edited.
