الضوء والصوت

الضوء

الضوء هو موجاتٌ كهرومغناطيسيةٌ تنتقل بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية في الفراغ، وطاقة موجات الضوء معتمدةٌ على تردد هذه الموجات لأنه كلما زاد تردد موجة الضوء زادت الطاقة، وحسب النسبية الخاصة فإن سرعة الضوء هي أقصى سرعة يمكن أن يسافر بها أي شكلٍ من أشكال الطاقة،أو المادة، أو المعلومات في الفضاء، وهي سرعة انتقال الجسيمات عديمة الكتلة، وهي سرعة الجاذبية التي تنبأت بها النظريات الحالية، وتسافر الجسيمات عديمة الكتلة والأمواج بسرعة الضوء أيا كانت سرعة المصدر.

الصوت

هو الظاهرة الفيزيائية التي تتأثر بها حاسة السمع، ومعدل السمع مختلفٌ بين الكائنات الحية، فالإنسان مثلاً يسمع عندما تصل الذبذبات بتردد ما بين 15-20.000 هيرتز إلى الأذن الداخلية، وهذه الأخيرة تصل أذن الإنسان الداخلية بانتقالها عبر الهواء، وكل الذبذبات المماثلة التي تحدث في السوائل والمواد الصلبة سماها العلماء بالصوت.

أما الموجات فوق الصوتية فهي التي يزيد ترددها عن20.000 هيرتز، وسواءً كان انتقال الصوت عرضياً أو طولياً فالطاقة الموجودة في حركة موجة الصوت تنتقل عبر الوسيط الناقل الذي لا يتحرك أي جزءٍ منه.

خصائصُ الضوء

• خواصٌ هندسيةٌ، هي:
  • الانتشار في خطوط مستقيمة.
  • السرعة المحدودة.
  • الانعكاس.
  • الانكسار.
  • التشتت.
• خواصٌ موجيةٌ، هي:
  • التداخل.
  • الحيود.
  • الخاصية الكهرومغناطيسية.
  • الاستقطاب.
  • الانكسار المزدوج.
• خواصٌ كميةٌ هي:
  • المدارات الذرية.
  • كثافات الاحتمالية.
  • مستويات الطاقة.
  • الكمات.
  • الليزر.

خصائص الصوت

• درجة الصوت.
• ارتفاع الصوت.
• جودة الصوت.
• التردد.
• السعة.
• نمط الموجة.

سرعة الضوء

بما أن سرعة الضوء كبيرةٌ جداً فهو يتحرك بشكلٍ فوري، وبسبب بعد النجوم والكواكب عن الأرض اخترع علماء الفيزياء والفلك طريقةً تسهل قراءة المسافات بيننا وبين النجوم، وهي طريقة القياس بالسنة الضوئية، ذلك بأساس أن سرعة الضوء لا تتغير وقيمتها 300 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة، وبهذا يصلنا ضوء الشمس التي تبعد عنا 150 مليون كيلومتر حوالي 8 دقائق.

اكتشفت نظرية آينشتاين النسبية أنه لا توجد سرعةٌ أكبر من الضوء، وهذه السرعة حددت السرعة النظرية لعمل الحواسيب، لأن المعلومات تنتقل داخل الحاسوب كتيارات كهربية من رقاقةٍ إلى رقاقةٍ أخرى، وتنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية أيضاً بسرعة الضوء، لأن الضوء نفسه عبارة عن موجات كهرومغناطيسية.

سرعة الصوت

سرعة الصوت تختلف باختلاف الوسط الّذي تنتقل فيه الموجات، وما يحدد سرعة الصوت هو الكثافة ومعامل الحجم، وسرعة الصوت خلال الأجسام الصلبة أكبر منها في السوائل وأكبر منها في الغازات؛ ذلك لأن الجزيئات في الغازات بعيدةٌ عن بعضها البعض أما في السوائل وفي المواد الصلبة فهي قريبةً جداً من بعضها، وتتأثر السرعة أيضاً بالحرارة والعلاقة بينهما طرديةً، وفي وسط هوائي عادي وجافٍ في درجة حرارة (20 °C 68 °F) تقدر السرعة بحوالي 343 متر في الثانية أو 1224 كيلومتر في الساعة الواحدة.