تتنوع خصائص سرعة الضوء والصوت وتختلف بشكل كبير بينها، وتؤثر هذه الخصائص بوضوح على سرعة كل منهم، وتمنح كلا منهم سماته الفريدة التي تميزه عن الآخر بشكل كبير.
الضوء
- علميا، يعتبر الضوء مجموعة من الموجات الكهرومغناطيسية التي تنتقل في أي فراغ بسرعة ثابتة. وتبلغ سرعة انتقال الضوء في الفراغ 300 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة.
- وبشكل علمي، يعرف أن الطاقة المتواجدة في الضوء تعتمد بشكل أساسي على ترددها، فإذا زاد تردد هذه الأمواج، زادت بالتالي الطاقة المنبعثة من الضوء.
- وفقا لنظرية النسبية، أصبح من الاعتقاد السائد أن سرعة الضوء هي أقصى سرعة ممكنة، والتي تستخدم للسفر للطاقة أو للمعلومات أو حتى للمادة في الفراغ الفضائي.
- وتم اعتماد سرعة الضوء على أنها سرعة الجسيمات التي ليس لها كتلة، والتي تعتبر سرعة الجاذبية، ولقد اهتمت النظريات العلمية العديدة بهذه المسألة منذ سنوات طويلة.
- بغض النظر عن سرعة المصدر الخاصة، تسافر الأجسام والجسيمات التي ليس لها كتلة بسرعة الضوء بشكل سريع وبسيط، بغض النظر عن كتلتها وسرعة المصدر.
اخترنا لك هنا: حل مشكلة الصوت في الايفون عند الاتصال
الصوت
- فإن الصوت يعد أحد الظواهر الفيزيائية، وترتبط الاستجابة له بحاسة السمع، وبالتالي فهي تختلف بناء على تفاوت معدل استشعار هذه الحاسة لدى الكائنات الحية المختلفة بشكل كبير.
- بالنسبة للإنسان والحديد، يصل الصوت إلى حاسة السمع الخاصة به إذا وصلت ذبذبات الصوت بين 15-20 ألف هرتز، ويجب أن يصل هذا التردد إلى الأذن الداخلية للإنسان، وإذا قل هذا التردد، لا يمكن سماع الصوت.
- تتنقل الاهتزازات المتعلقة بالصوت إلى الأذن الداخلية للإنسان عن طريق الهواء، وكذلك الاهتزازات التي يمكن للإنسان سماعها في المواد الصلبة أو السوائل، ويشار إليها هذه الأصوات أيضا بأصوات من قبل العلماء.
- عندما يزداد عدد الذبذبات عن 20 ألف هرتز، يطلق على هذه الذبذبات اسم الموجات الفوق صوتية. يمكن أن ينتقل الصوت بشكل طولي أو عرضي، ولكن من الضروري ألا يتحرك أي جزء من الوسيط الناقل أو المؤثر.
- الوسط هو الطريق الذي ينتقل من خلاله الصوت، بغض النظر عن شكله أو طريقة الأمواج الصوتية، وذلك لتحقيق سرعة نقل الصوت بشكل جيد. يجب أن لا تؤثر فيه أي مؤثرات خارجية.
خصائص سرعة الضوء والصوت
تختلف خصائص سرعة الضوء والصوت عن بعضها بشكل كبير، حيث تكون خصائص سرعة الصوت أقل من الضوء. فخصائص سرعة الضوء متنوعة بشكل كبير بين الخصائص الهندسية والموجية والكمية، وهي كما يلي:
1- خصائص سرعة الضوء
- خصائص سرعة الضوء الهندسية: تتميز الخصائص الهندسية للضوء بتنوعها وتعددها، حيث ينتشر الضوء في خطوط مستقيمة، وتكون سرعته محدودة، ومن بين خصائصه الهندسية توجد الانعكاس والانكسار والتشتت.
- خصائص سرعة الضوء الموجية: بالإضافة إلى ذلك، للضوء خصائص موجية متعددة، إذ تتداخل موجاته وتتميز بالانكسار والاستقطاب، فهو أيضا موجات كهرومغناطيسية تنكسر بشكل مزدوج.
- خصائص سرعة الضوء الكمية: هناك العديد من السمات الكمية المرتبطة بالضوء أيضا، فمسارات الضوء دائما ذات طبيعة ذرية، وكثافتها محتملة، ومستويات الضوء مرتبطة بالطاقة، بالإضافة إلى الكميات والليزر.
2- خصائص سرعة الصوت
- فيما يتعلق بخصائص سرعة الصوت، هناك اختلاف كبير عن الضوء، حيث لا توجد خصائص كبيرة للصوت تؤثر في سرعته، وبالتالي يمكن أن يتأثر بأي عوامل خارجية.
- تؤثر الخصائص التي تؤثر في سرعة الضوء هي درجة الصوت الخاصة به، وارتفاع هذا الصوت، وجودة ونقاوة الصوت، ونمط موجاته، إلى جانب التردد الصوتي وسعته.
سرعة الضوء
- يسلك الضوء أسرع سرعة معروفة حاليا، وبالتالي يتحرك الصوت بسرعة أيضا، لذلك يعتبر السنة الضوئية مقياسا ثابتا للمسافات الفضائية البعيدة من قبل العلماء.
- واعتبروا أن سرعة الضوء ثابتة ولا تتعدى 300000 كيلومتر في الثانية، وقالوا إنه نتيجة لهذه النظرية، يصل ضوء الشمس، التي تبعد عن الأرض 150 مليون كيلومتر، إليها في حوالي 8 دقائق تقريبا.
- أكد أينشتاين في جميع نظرياته، وعلى رأسها نظرية النسبية، أن سرعة الضوء هي الأكبر في الكون. ومن خلال هذه النظريات، تم ابتكار العديد من الاكتشافات المهمة، بما في ذلك الحاسوب الآلي عن طريق الموجات الكهرومغناطيسية.
شاهد أيضًا: الموجات الصوتية واستخداماتها في الزراعة
سرعة الصوت
- أما الصوت فهو مختلف عن الضوء حتى في سرعته الخاصة، حيث يختلف بشكل كبير حسب المجال الذي ينتقل فيه هذا الصوت، بالإضافة إلى التأثيرات الخارجية التي تؤثر عليه.
- الصوت يتأثر بشكل كبير بكثافة وحجم الجسم الذي ينتقل من خلاله، ويختلف أيضا حسب طبيعة الجسم الذي ينتقل فيه، سواء كان صلبا أو سائلا أو غازيا. بالإضافة إلى جميع العوامل الخارجية التي تؤثر على سرعة الصوت.
- بالإضافة إلى ذلك، تؤثر درجة حرارة الجو المحيطة على سرعة الصوت بشكل كبير. إذا كان الجو جافا والحرارة معتدلة، فمن الممكن أن تصل سرعة الصوت إلى 343 مترا في الثانية.
أيهما أسرع الضوء أم الصوت؟
- بمثابة أشخاص يبحثون عن سرعة الضوء والصوت، هناك العديد من الأشخاص الذين يسعون لمعرفة أيهما أسرع، الصوت أم الضوء، وبشكل عام يعتبر الضوء هو الأسرع حتى الآن في الكون.
- لذلك، يتميز البرق، الذي يعتبر الضوء، بأنه يسبق الرعد، الذي هو الصوت الناتج عنه بشكل دائم. في هذه الحالة تحديدا، يتم إنتاج الصوت نتيجة لتصادم أجزاء الضوء فيما بينها، وهذا ما يسبب تلك الأصوات.
- علاوة على ذلك، فإن سرعة الضوء سهلة التوضيح، نظرا لأن سرعة الضوء ثابتة بشكل دائم، بينما سرعة الصوت مختلفة وتتأثر بالعديد من العوامل المحيطة بها.
اقرأ أيضًا: سرعة الصوت في الهواء الساخن والبارد
الأشياء التي تؤثر على سرعة الصوت
- سرعة الصوت يمكن أن تتأثر بشكل كبير بالعوامل المتعددة والأمور المحيطة بها، على عكس الضوء الذي تكون سرعته ثابتة إلى حد كبير.
- المحيط: تؤثر المحيطات المحيطة بالصوت وكثافتها بشكل كبير على سرعة الصوت، حيث تؤثر مرونة المحيط على سرعته بصورة كبيرة.
- درجات الحرارة: بنفس الطريقة، تؤثر درجات الحرارة المنخفضة أو المرتفعة في المحيط الذي ينتقل منه الصوت بشكل سلبي على سرعته الخاصة، إذ يتناقص سرعة الصوت مع انخفاض الحرارة وتزداد مع ارتفاعها.
- الضغط: الضوء أيضا يتأثر بسرعته بسبب الضغط في المحيط الصوتي، فكلما ارتفع الضغط في هذا المحيط، تقل سرعة الصوت عن المعدل الطبيعي.
لقد قدمنا في هذه المقالة تفسيرا واضحا لخصائص سرعة الضوء والصوت، وتعرفنا على أيهما أسرع وعلى جميع العوامل التي قد تؤثر على سرعة الصوت بأي شكل من الأشكال المختلفة
