تأثير دوبلر

لصوت عبارة عن ضغوطات وانفراجات في الوسط، مثل اهتزازات تنتشر خلال الهواء، مثل الأمواج. لا نستطيع رؤيتها، ولكننا نستطيع سماعها. هل سمعتِ هذا؟ تغير الصوت عند مرور سيارة الإسعاف. أصبحت النبرة منخفضة! بالطبع، يضعف الصوت عندما تبتعد سيارة الإسعاف؟ لا، ليس أضعف - بل منخفض. أعني، أكثر غلظة. كانت النبرة أعلى حدة أثناء اقترابه. واو! واحدة آخرى. نعم، فنحن نسمع تغيرا في الصوت، عند تغير المسافة بين مصدر الصوت و المستمع. هذه سيارة إسعاف. صفارة الإنذار ترسل الموجات الصوتية في جميع الاتجاهات. تتحرك موجات الصوت في الهواء بسرعة 340 متر في الثانية تقريبا كن سيارة الإسعاف تتحرك أيضا! الموجات الصوتية أمامها تتقارب من بعضها، فتصبح كل موجة أقصر قليلا. طول موجي أقل، يعني تردد أعلى، وتردد أعلى يعني حدة أعلى! وبعد مرور سيارة الإسعاف من المستمع، تتباعد الموجات الصوتية عن بعضها، فيزيد الطول الموجي، ويقل التردد، وتردد أقل يعني حدة أقل. الشخص الذي اكتشف طريقة تصرف الموجات القادمة من مصدر متحرك هو كريستيان دوبلر، وهو عالم رياضيات و فيزيائي نمساوي عاش في القرن 19، سميت هذه الظاهرة بتأثير دوبلر نسبة له. ولكن! كيف يبدو الصوت لسائق سيارة الإسعاف؟ فهو يتحرك مع الصوت، بينما يتغير الصوت حيث نقف نحن! بالضبط . نلاحظ تأثير دوبلر عندما يتحرك مصدر الصوت بالنسبة لنا، أو أن نكون نحن من يتحرك. إذا كانت المسافة تزيد، تنخفض حِدة الصوت. وإذا كانت تقل، ترتفع الحِدة. لكن سائق سيارة الإسعاف يتحرك بنفس سرعة واتجاه صفارة الإنذار، لذا لا يسمع تأثير دوبلر لأن المسافة بينه وبين مصدر الصوت ثابتة. هذا هو الأخ الأصغر لـ تأثير دوبلر، وهو دوي اختراق حاجز الصوت، وينتج من طائرة تتحرك أسرع من الصوت - طائرة فوق صوتية. عندما تتحرك طائرة أسرع من الصوت، فإن الموجات الصوتية لا تستطيع الإنتشار أمامها ، فتنتشر ورائها. لذا لن تسمع أي شيء عندما تكون الطائرة فوق الصوتية تماما فوق رأسك. ولكن بعد مرورها، فإنك تسمع الصوت من عدة موجات صوتية في نفس الوقت في شكل ضوضاء عالية، وهي دوي اختراق حاجز الصوت. مثل موجات المياه التي تنشأ خلف القارب، تنشأ الموجة الصادمة خلف الطائرة فوق الصوتية، وتتكون من ضعظ شديد، ثم انفراج شديد في الهواء. دوي اختراق حاجز الصوت ينتشر في جميع أنحاء الأرض متبعا الطائرة، وإذا كانت تطير على ارتفاع منخفض، يمكن أن يؤدي دوي اختراق حاجز الصوت لتكسير النوافذ وحتى هدم المباني. أثير مرور عدة أمواج بنفس المكان وفي نفس الوقت يسمى بالتدخل. عند تزامن الأمواج، بحيث تتقابل القمة مع القمة، ويتقابل القاع مع القاع، تندمج الموجات وتصبح أقوى. يسمى هذا، التداخل البناء. دوي اختراق حاجز الصوت هو تداخل بناء للموجات الصادمة من مصدر يتحرك أسرع من الصوت. الصوت مرتبط بالحركة. إذا كان مصدر الصوت متحركا بالنسبة لنا، فإن الصوت سيختلف عن ما إذا كان مصدره ثابتا بالنسبة لنا. أأأأأأأأه!