صفير قنوات صرف الماء
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص505
2025-09-02
299
إذا صفقت بيديك عند أحد طرفي قناة لصرف الماء، فستسمع صدى «صفير»؛ أي يبدأ الصوت عند أعلى تردُّد ثم ينخفض سريعًا حتى يصل إلى أدنى تردُّد. أُطلق على أصداء الصوت المميزة هذه اسم «الصافرات». يمكنك أيضًا سماع صوت صافرة إذا صفق أحد أصدقائك بيديه عند الطرف الآخر من قناة صرف الماء. تصدر صافرة مشابهة أحيانًا في أحد ملاعب كرة المضرب باستثناء أن التردُّد يزداد» بمرور الوقت بدلا من أن «ينخفض». لماذا تحدث الصافرة؟ بعبارة أخرى، لماذا يتغير تردد الصدى؟
الجواب: يُطلق على صدى الصفير اسم صفير قنوات صرف الماء»، ويمكن أن يُسمع في العديد من أنواع الأنابيب المختلفة، بما في ذلك الأنابيب التي تكون قصيرة بما يكفي لتستخدم في الفصول الدراسية يحدث صوت الصفير نتيجة للرنين الذي يُعزّز فيه بعض الموجات الصوتية بعضًا. ومع ذلك يُمكننا هنا الاكتفاء بشرح مبسط، لنفترض أن تصفيقة صديقك، التي تُصدر نبضة صوت كانت بالقرب من مركز أحد طرفي ماسورة الصرف، وأن طول الماسورة هو «ل». يمكن أن ينعكس الصوت من جانبي الماسورة بطرق عدة، على سبيل المثال، قد ينعكس الصوت على مسافة «ل/ 2» (في منتصف الماسورة)؛ ومن ثم يُصدِر انعكاسا واحدًا.
تتطلب المزيد من الانعكاسات أن يتَّخذ الصوت مسارًا مُتعرجا داخل الماسورة؛ ومن ثم ينتقل الصوت بطول الماسورة بصورة أبطأ، وهكذا ستسمع صدى الانعكاس المفرد أولا، ثم صدى الانعكاس المزدوج، وهكذا. التردُّد الذي تسمعه هو التردد الذي تصل به هذه الأصداء إلى أذنيك يكون التسلسل الأول لأصداء الصوت التي لا تتطلب سوى بعض الانعكاسات فقط، سريعا، لذا تسمع تردُّدًا مُرتفعًا أول جزء من صوت الصفير). أما التسلسل التالي لأصداء الصوت (المزيد) من (الانعكاسات يكون أقل سرعة، وبذلك تسمع التردد المنخفض (الجزء الثاني من صوت الصفير). تُحدد الأصداء التي تنعكس مباشرة تقريبا عبر قطر الماسورة الحدود القصوى؛ ومن ثم نادرًا ما تنتقل عبر الماسورة. كون الأمر بالمثل تقريبا إذا أنصت لأصداء الصوت الناتجة عن تصفيقك أنت، إلا أنه في هذه المرة لا بُدَّ أن يعكس الصوت اتجاه انتقاله عند آخر طرف الماسورة. يحدث هذا الأمر سواء أكان طرف الماسورة مُغلقًا (بجدار أو بغطاء) أم مفتوحا. قد يكون هذا مفاجئًا بالنسبة للحالة الثانية؛ إذ عندما يصل الصوت إلى الطرف المفتوح من الماسورة يؤدي انتقاله المفاجئ إلى الهواء الطلق في أن ينتقل جزء منه إلى داخل الماسورة مرة أخرى، وهنا نقول إن بعض الصوت ينعكس» عند الطرف المفتوح؛ ولذا تكون نهاية بعض الآلات الموسيقية واسعة لتُقلّل من حدوث هذا الانعكاس؛ ومن ثم تسمح لمزيد من الصوت بالتوجه ناحية الجمهور أو الميكروفون.
عندما تنزلق كرة المضرب عبر جدار أو أرضية الملعب، يمكن أن يحدث الانزلاق على دفعات سريعة، وهو ما يجعلها بدورها تهتز تتسبب الاهتزازات في إحداث تباينات في ضغط الهواء، وتنتقل هذه التباينات من الكرة على هيئة موجات صوتية، أو صوت صافرة نظرًا لأنَّ الأسطح الصُّلبة في الملعب تعكس الصوت جيدًا، فإنك لا تسمع الصوت القادم إليك مباشرةً من الكرة فقط، بل أيضًا الانعكاسات القوية الآتية من الأسطح. في الواقع، ينعكس الصوت عدة مرات حول الغرفة شريطة ألا يكون الجدار الخلفي به مساحة كبيرة مفتوحة للمراقبين)، وهكذا يمكنك سماع أصداء الصوت لمدة تصل إلى ثانية أو ثانيتين. يزداد التردُّد الذي تتعرض به لأصداء الصوت الآتية من حولك؛ ومن ثم يزداد التردد الذي: الذي تميزه أُذناك كذلك.
الاكثر قراءة في الصوت
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
