مسبار الصدى: المسافات من الصدى

كيف تلعب مسبار الصدى

1. اختر اختبارًا واقرأ السرعة أو الأزمنة أو المسافات في البطاقة.
2. استخدم ⁦d = v·t ÷ 2⁩، و⁦t = 2d ÷ v⁩، و⁦v = 2d ÷ t⁩. الصدى يقطع المسافة مرتين دائمًا.
3. اكتب توقّعك واضغط ابدأ. يذهب الصوت ويعود بحركة بطيئة.
4. قارن الخطوط البرتقالية المتقطعة بالأصداء على اليمين، أو الخط البرتقالي بقاع البحر أو الأسماك أو العثّة.

الصدى والانعكاس

حين تبلغ موجة حافة الوسط الذي تنتقل فيه، يرتد جزء منها: ينعكس. وانعكاس الصوت هو الصدى. تصفيقة في وادٍ، وصرير خفاش يصطدم بعثّة، ونبضة سونار سفينة تصطدم بقاع البحر، كلها تعود بعد تأخير، وذلك التأخير يقيس المسافة: يقطع الصوت طريق الذهاب وطريق العودة، لذا ⁦d = v·t ÷ 2⁩. تعتمد السرعة على الوسط الذي ينتقل فيه الصوت، نحو ⁦340 m/s⁩ في الهواء و⁦1500 m/s⁩ في ماء البحر. ترسل مسابير الصدى على السفن نبضات كثيرة في الثانية لترسم شكل قاع البحر وتكتشف أسراب الأسماك، التي تعيد أصداء أضعف في وقت أبكر. وتفعل الخفافيش والدلافين الشيء نفسه بالفطرة، مستخدمة تأخرات صدى بأجزاء من الألف من الثانية لتصطاد في الظلام. ويستخدم الأطباء أصداء الموجات فوق الصوتية داخل الجسم، والفكرة نفسها بموجات الراديو هي الرادار.

نموذج تعليمي مركّز

ينتقل الصوت بسرعة ثابتة في خطوط مستقيمة وينعكس انعكاسًا تامًا؛ ويبقى المصدر والمستقبِل ساكنين وفي المكان نفسه. تُرسم النبضة دوائر تنتشر والصدى دوائر تنتشر عائدة. يُظهر التسجيل النبضة وكل صدى دفقات قصيرة، أضعف من الأسماك. يجري الزمن أبطأ من الزمن الحقيقي بالمعامل الظاهر، لذا يدوم كل تشغيل ⁦4 s⁩ وينتهي حين يعود آخر صدى؛ وتُظهر الساعة الزمن الحقيقي بالملّي ثانية. الإجابات ضمن ⁦‎2%⁩ صحيحة.