تسجيل الدخول

تسجيل

الصدى الموسيقي الذي يصدر من السلالم والأسوار

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص495

2025-08-27

540

إذا صفقت بيديك بالقرب من درج طويل أو سُور خشبي، فلماذا يكون صدى الصوت طويلًا مُمتدا، بدلا من أن تسمع تصفيقةً واحدة؟ لماذا يقل تردد الصدى مع الوقت؟ يمكن أن يُسمَع واحدٌ من الأمثلة الأكثر إثارة للفضول لصوت «الصدى الموسيقي» أو «الصدى المُزَقزق» (صوت يُشبه صوت زقزقة طائر الكيتزال البراق) بعد التصفيق أمام مجموعة السلالم الشاهقة الموجودة بطول جانب معبد الكوكولكان الذي يقع في منطقة أطلال حضارة المايا في تشيتشن إيتزا بالمكسيك. تتكون هذه السلالم المنحدرة من اثنين وتسعين درجا حجريًّا يصعدها بعض السياح.

الجواب: يرجع التغير في التردد الذي يحدث أثناء الصدى المنعكس من مجموعة من السلالم الشاهقة إلى الزاوية التي تصل بها الموجات الصوتية إلى درجات السلم المتتابعة، وليس التردُّدات الموجودة في نبضة الصوت (مثل الموجودة في التصفيق). ألقِ نظرة على المنظر الجانبي لدرجات السلم وافترض أن مسارات الصوت الآتي والصوت المنعكس أفقية بالنسبة للدرجات السفلية انظر شكل (1)، ستحصل على نبضة عائدة من الدرجة الأدنى، الأقرب إليك، ثم نبضة عائدة ثانية من الدرجة التالية، ثاني أقرب درجة إليك، ثم ثالثة بعد ذلك بقليل، وهكذا. تتأخر كل نبضة عائدة عن سابقتها وذلك لأن مسارها من وإلى درجة السلم ذات الصلة يكون أبعد. ومِن ثَمَّ، فأنت لا تُميّز هذه النبضات كل واحدة على حدة، بل تُميِّز التردُّد الذي تصل عنده. على سبيل المثال، إذا كان الزمن بين النبضات هو ثانية، فستُميّز ترددًا يبلغ حوالي 500 هرتز. أما بالنسبة للدرجات الأعلى، فيجب أن يتَّخذ الصوت الموجود في الصدى مسارا منحرفًا، سواء في طريق الوصول إلى الدرجة أو في طريق العودة إلى حيثما تقف. ومن

شكل1: انعكاسات الصوت من درجات السلم.

ثم، ففي حالة الدرجات الأعلى يكون الفرق بين مسار الوصول والعودة من كل درجة إلى الدرجة التالية أكبر منه في حالة الدرجات السفلية؛ ومِن ثُمَّ يكون الفارق الزمني بين النبضات أكبر. على سبيل المثال، يُمكن أن يكون الزمن من النبضة إلى الأخرى 0,003 ثانية، وهو ما ستُميّزه كتردُّد يبلغ حوالي 333 هرتز، وهو أقل من الصدى الذي تتلقاه من الدرجات السفلية.

يتشابه تفسير الصدى الموسيقي الصادر من الأسوار الخشبية مع ما ذُكر سلفًا، باستثناء أن الأجسام العاكسة (الأسوار) تكون مُنفصلة بعضها عن بعض أفقيا بدلًا من رأسيًّا.

إذا أُرسلت موجات صوتية عبر صف من الأسطوانات تبعد فيه كل واحدة عن الأخرى بمسافة منتظمة، يمكن أن تخضع الموجات إلى التداخل البنَّاء الذي تُعزّز فيه الموجات بعضها بعضا، والتداخل الهدّام الذي تلغي فيه تأثير بعضها بعضًا. ينقل صف الأسطوانات في حالة بعض التردُّدات الصوتية الصوت من جانب إلى آخر، أما بالنسبة للترددات الأخرى، فتقل عملية انتقال الموجات إلى حد كبير. أجريت هذه التجربة من خلال إرسال موجات صوتية عبر منحوتة منصوبة على هيئة عمل فني بسيط. تكونت المنحوتة من أسطوانات عمودية رفيعة مصطفة على شكل مربع.