سرعة الصوت

إن المسافة المقطوعة في كل وحدة زمنية بموجة صوتية  أثناء انتشارها في وسط مرن وعند درجة حرارة 20 درجة مئوية تسمى بسرعة الصوت .
حيث أن سرعة الصوت في الهواء تصل الى 340.29 مترا في الثانية الواحدة حيث تعتمد سرعة الصوت في الغاز على درجة حرارته وتكوينة فقط الا انها تتميز قليلا عندما تعتمد بمعدل ضعيف على التردد والضغط في الهواء العادي .

- سرعة الصوت في الاوساط المختلفة .
قد يتراود الى ذهنك عزيزي القارئ ان سرعة الصوت تكون ثابته في الاوساط المختلفة أو انها تكون في ذروتها في الهواء ، لكن هذا اعتقاد خاطئ فسرعة الصوت تختلف من وسط الى آخر هذا في اعتقاد الثبات أما من حيث التساؤل أين تكون سرعة الصوت أعلى فالاجابة عن ذلك هي أن سرعة الصوت تكون في الوسط الصلب اعلى منها في الهواء او السائل حيث أن سرعة الصوت في الهواء وعلى مستوى سطح البحر تكون 340.29 مترا في الثانيه وفي السائل تكون 1480 مترا في الثانية أما في الوسط الصلب كالحديد تصل الى 5100 مترا في الثانية ، وفي الوسط شديد الصلابه فتكون سرعة الصوت 12000 مترا في الثانية أي 35 ضعفا من سرعة الصوت في الهواء وهذا يقترب الى حد كبير من الذروة او اعلى سرعة يمكن أن يصل اليها الصوت .

- كيف ينتقل الصوت في الاوساط المختلفة ؟
ينتقل الصوت في شكل موجة طوليه أي ان حركة الجزيئات تكون بنفس اتجاه الموجة ، والموجة الصوتية تكون ناتجة عن إضطراب جزيئات الوسط الذي ينقل الصوت حيث يصدم الجزيء الاول الجزيء الذي يليه ومن الجزيء الثاني الى مابعده وهكذا ..
ولابد من معرفة المسافة بين جزيئات الوسط كي نتمكن من معرفة سرعة الصوت فيه فمثلا في الوسط الصلب تكون الجزيئات متراصه فيه جنبا الى جنب مكونة مسافات متقاربه مايجعل من تصادم الجزيئات في الوسط الصلب اسرع ، أما في الوسط السائل فتكون الجزيئات ذات مسافات متوسطه الى أنها تكون اقل من المسافات الموجودة بين جزيئات الهواء .

- درجة قياس سرعة الصوت .

إن سرعة الصوت تقاس بوحدة فيزيائية يطلق عليها (ماخ) نسبة للعالم النمساوي "إرنست ماخ" الذي طور قياس سرعة الطيران بالنسبة لسرعة الصوت .

ف 1 ماخ هي سرعة الطائرة عندما تتحرك بسرعة الصوت أما 2 ماخ فهي سرعة الطائرة عندما تتحرك ضعف سرعة الصوت .
وعند تحليق الطائرة بسرعة 1ماخ نسمع انفجار يسمى بالطفرة الصوتية أو كما يطلق عليه sonic boom ، فهذا الانفجار يحدث على مرحلتين الاولى هي عند تغير الضغط في مقدمة الطائرة حينما تصل سرعتها الى 1 ماخ والثانية هي عند تغير الضغط وعودتة الى الحجم الطبيعي ومن ثم عبور ذيل الطائرة من الحاجز الصوتي بسرعة الصوت .

- الحاجز الصوتي . 

إن تحليق الطائرة في الهواء بسرعة تصل الى 1 ماخ أي بسرعة الصوت نصل هنا الى الحاجز الصوتي وهو الذي يفصل بين 1 ماخ و 2 ماخ فعند تضاعف سرعة الطائرة وتصل الى معدل اكبر من سرعة الصوت هنا يتم اختراق حاجز الصوت كما في الصورة .

- الصدمة الموجية .
تظهر على شكل سحابة رقيقة تظهر عند مؤخرة الطائرة نتيجة اختراق الطائرة للحاجز الصوتي تكون مخروطية الشكل او تظهر على شكل مثلث تكون مؤلفة من دخان كثيف ناتج عن السرعة العالية وتاتي مصاحبة ل sonic boom او الطفرة الصوتية ويحدث هذا كله اثناء تجاوز الحاجز الصوتي لان الموجات الصوتيه في هذه الحاله لا تتفكك ما يسبب الانفجار .

إن صناعة طائرة بسرعة الصوت كانت فكرة مستحيلة في القرون الماضية الى أن تم انتاجها في القرن الواحد والعشرين ، هذا يستوقفنا قليلا لنتسائل هل من الممكن أن يتوصل العلم في المستقبل من صناعة طائرة أو مركبة تصل سرعتها الى سرعة الضوء ؟
من يدري فلا مستحيل أمام العلم ولابد أن العديد من العلماء قد بداؤو فعلا في تنفيذ هذه الفكرة رغم انها تحتاج الى الكثير من التجارب والتعديلات الا أننا قد نجد مستقبلا ظهور طائرة او مركبة تصل الى سرعة الضوء ، وسنطرح موضوعا عن سرعة الضوء في الايام القادمة إن شاء الله .