الصوت بالحركة البطيئة: موجة تستطيع سماعها

كيف تلعب الصوت بالحركة البطيئة

1. اختر اختبارًا واقرأ التردد أو التأخير في البطاقة. ينتقل الصوت بسرعة ⁦340 m/s⁩.
2. استخدم ⁦λ = v ÷ f⁩ و⁦T = 1 ÷ f⁩ للنغمات، و⁦d = v·t⁩ للرعد والصدى.
3. اكتب توقّعك واضغط ابدأ. تُعرض النغمات مُبطّأة كثيرًا؛ والرعد والصدى بالزمن الحقيقي.
4. قارن العلامات البرتقالية بالتضاغطات في الهواء، أو بالموضع الذي تظهر فيه العاصفة أو الجرف.

الصوت موجة

حين يهتز مخروط مكبّر صوت أو وتر غيتار يدفع الهواء المجاور له فيضغطه، ثم يتراجع تاركًا إياه ممدودًا. كل تضاغط يدفع الهواء الذي يليه، وهكذا تنتقل التضاغطات إلى الخارج، بنحو ⁦340 m/s⁩ في الهواء. أما الهواء نفسه فلا يذهب إلى أي مكان: كل جزء منه يتذبذب جيئةً وذهابًا فقط على امتداد اتجاه انتقال الصوت. هذا يجعل الصوت موجة طولية، بخلاف الموجة على حبل حيث يتحرك الحبل جانبيًا. التردد هو عدد التضاغطات التي تنطلق كل ثانية؛ وهو يحدد درجة الصوت، ويسمع الناس من نحو ⁦20 Hz⁩ إلى ⁦20000 Hz⁩. والدور ⁦T = 1 ÷ f⁩ هو الزمن بين التضاغطات، والطول الموجي ⁦λ = v ÷ f⁩ هو المسافة بينها. للنغمات المنخفضة موجات طويلة، بالأمتار؛ ولأعلى النغمات موجات أقصر من إصبعك. ولأن الضوء يصل فورًا تقريبًا، فإن التأخير قبل الرعد هو الزمن الذي استغرقه الصوت ليصلك. والصدى صوت يرتد عائدًا، لذا يقطع المسافة مرتين.

نموذج تعليمي مركّز

ينتقل الصوت بسرعة ⁦340 m/s⁩، كما في هواء عند نحو ⁦15 °C⁩، ولا يُفقد شيء في الطريق. النغمات مُبطّأة بمقدار ترددها نفسه، لذا تدوم الاهتزازة الواحدة ثانية واحدة على الشاشة؛ ويُرسم الهواء نقاطًا حركتها جيئةً وذهابًا مكبّرة كثيرًا. يُعرض الرعد والصدى بالزمن الحقيقي؛ ويُعامل الوميض كأنه يصل فورًا، وهذا صحيح ضمن بضعة أجزاء من مليون من الثانية. يعكس الجرف الصوت كله. الإجابات ضمن ⁦‎2%⁩ صحيحة.