الصوت داخل حوض سباحة

[الفيزيائية]

نعلم جميعًا أن كثافة الماء أعلى من كثافة الهواء بحوالي 1000 مرة

ورغم أن كثافة الماء ليس عاملا وحيدًا يتحكم في السرعة.. إلا أننا نجد أن سرعة انتقال الصوت داخل الماء أكبر من سرعة انتقاله في الهواء ...

(لا يسألني أحد كيف اكتشفت هذا، فهذه معلومة مكتوبة في كتاب الفيزياء halliday  ويقول أيضا أن سرعة الصوت في الهواء = 331م\ث ـ عند درجة حرارة صفر سينتيجريت، وسرعة الصوت في الماء عند نفس درجة الحرارة=1402م\ث)

أنا أتساءل الآن، وليخبرني أحد ما الصحيح:

لنتخيل حوض سباحة كبير جدًا (جداً)... وبداخلة شخص ما ـ يغوص ـ وقمنا بإدخال مصدر صوت وليكن مثلا سماعات ـ محمية ضد الماء طبعا ـ داخل الحوض، هل سيسمعها الشخص الغواص؟؟؟ وهل سيكون ذلك فعلا أسرع مما لو كان (هو ومصدر الصوت) خارج الحوض ويبعد عن بعضهما نفس المسافة؟؟؟ (أريد أن أضع الكثير من علامات الاستفهام هنا)
وهل سيسمعها شخص آخر يقف خارج الحوض؟؟ (والصوت سيتعرض هنا إلى عملية انكسار من وسط لآخر)

قبل أن نخوض أكثر في هذا الموضوع.. ما الأفكار التي لديكم.. وما رأيكم في كل ما سبق؟

أريد فعلا أن أعرف الإجابة.. (وأحتاج أن أقتنع بها)

[جنين]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته,,

يا أهلين بالفيزيائية في الحقيقة ما أعرف الإجابة الأكيدة لكن بأقولك إعتقادي المبدئي الآن كون أن السائل هو الفيزيائية بتالي هذا يحتم علينا التعاون السريع '>    

بدايةً بتأكيد سرعة الصوت في السوائل أسرع منها في الغازات وفي الجوامد أسرع من السوائل ,, وذلك يرجع لقوة الروابط بين الجزئيات التي تسهل عملية إنتقال الإهتزازات بشكل منتظم وسريع ..

 * أول إستفهام * بالنسبة لهل يسمعها الغواص الذي في الماء إذا صدر الصوت من مكرفون في الماء , لا أعتقد ذلك وذلك ليس لإن الصوت لم ينتقل بل لإن أذاننا غير مكيفة لترجمة إهتزازات الماء فطبلة الأذن تستطيع ترجمة إهتزازات الهواء فقط ونقله لدماغ لتعرف عليه.. ( هذا غير أن شدته سوف تكون ضعيفة)

** ثاني إستفهام ** نعم سوف يكون أسرع..

** نبمبر ثري  '> ** لا أعتقد أن الشخص الذي يقف خارج الحوض سوف يفهم الكلام ولكنه سوف يعرف أنه صدر صوت في هذه المنطقة, لأن الإهتزازات الصوتية عند إنتقالها في الماء تضعف شدتها وسعتها فتصبح غير واضحة  نتيجة لإنها مرت بوسط كثافته كبيرة  >>>>>>>> مع تحيات المؤلفة الكبيرة لا تدققين خذيها كإجابة مبدئية '>  

                 والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته..

[المهلهل]

السلام عليكم



سوف اكتب بعض الافكار  قد تساعد على الحل

1- تعتمد سرعة  الصوت على الكثافة بدرجة كبيرة  وكذلك درجة الحرارة

2- تعطى سرعة الصوت في الهواء من خلال العلاقة التالية

حيث z ترمز للنسبة بين السعة الحرارية للغاز بثبوت الضغط والسعة الحرارية لثبوت الحجم
اي

و p يرمز لضغط الغاز و m يرمز للكثافة

3- يعتمد معدل نقل الطاقة الصوتية على كثافة الوسط لأن الكثافة العالية يعني تقارب الجسيمات وبالتالي زيادة معدل نقل الطاقة


ايك تفسيري

لن يسمع احد هذه الضجة لماذا؟

لأن الأذن البشرية حساسة جداً  للأصوات ولها مدى تسمع فية على حسب مااعتقد من 20 هرتز الى 20 كيلو هرتز

اظن ان احد لن يسمع لأنها تحتاج الى طاقة عالية لأنتاجها عن طريق جهاز يعمل وفق ظاهرة الكهرباء اجهادية ويمسى السونار ويعمل عن طريقة منظومة لانكفين


على كل الأحوال هذا مجرد اجتهاد يحتمل الصواب والخطاء


والسلام ختام

[الفيزيائية]

نور المنتدى بجنين..
قرأت ردك أمس.. وقرأته اليوم.. ثم قرأته عدد من المرات.. ثم قرأت رد المهلهل جزاه الله خيرًا..

هنك خيط في المنتصف لا أفهمه!!!

مسألة تقارب الجزيئات أذكر أني درستها في مادة solid منذ زمن سحيق.. ولذلك اعذروني إن كنت نسيت كل شيء عنها..
متفقين أن الصوت عبارة عن موجة، والضوء أيضا عبارة عن موجة، لكن طريقة انتشار كل موجة تختلف عن الأخرى في الماء.. فبينما نرى أن الضوء سوف تقل سرعته داخل الماء، نجد أن الصوت تزيد سرعته.. ربما السبب أن الصوت موجة مستعرضة، والضوء موجة طولية (على ما أذكر)....

ربما هذا هو الخيط الذي لا أفهمه!! ربما يجب أن أبحث عن الفرق الجوهري بين الموجتين!!.. حتى أتخيل ما يحدث داخل الماء..


مسألة أن أذننا لا تستوعب هذا النوع من الصوت.. فلم أفهمها ولم أقتنع بها بعد.. الصوت صوت، ما الذي تغير في الموجة عندما كان الوسط ماء أو هواء؟؟؟؟ حتى لو كانت شدتها صغيرة هل لدرجة لا يمكن سمعها أبدا!!!!!!



أعتقد أن علي العودة لمادة solid state مرة أخرى...  '>  ... وفي أسرع وقت ممكن  '>


شكرا لتفاعلكما.. وجزاكما الله خيرا

[جنين]

شوفي تبيني الحين أتفلسف عليك ولا تصبرين شوي , عشان خاطرك أبقرأ بالموضوع سويعة  '>

>>> خليني أعطيك تأليفي في الوقت الحالي من زمان ما ألفت   مجمدة عقلي لي فترة على طول أبحث عن الإجابة لا أخطأ وأصيب  '>

شوفي تساؤلك الأول ::أعتقد أن الإختلاف هو نوع الموجات فالصوت ينتقل عن طريق االإهتزاز , أما الضوء فعن طريق إعادة البعث.. السؤال الثاني , أعتقد لإن طبلة الأذن لاااااازم يهزها هواء فلو وضعتي إذنكك على سكت حديد لمعرفة القطار هل هو قادم فإن طبقة الهواء الي بين أذنك والسكة هي الي تتحرك وتنقل الإضطرابات إلى أذنك ..... بالنسبة لشدة لا تستغربين فموضوعها حلوووووو روحي شوفي رسمت التردد مع الشدة بالنسبة لقدرة الأذن على السماع .. على فكرة إطلعي على هذا الموضوع http://olom.info/ib3/ikonboard.cgi?act=ST;f=1;t=25300 ( لا تقرينه كله إذا صار مالك مزاج أقرأي الجزء الأخير من الموضوع والجزء الأول من الرد الأول)


             والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته..

[جنين]

نسيت أقول أن المنتدى منور بأصحابه  

[الفيزيائية]

ما شاء الله يا جنين.. إنت نقلت كل الكتاب في هذا الموضوع '> .. عين عليك باردة
يحتاج له جلسة.. و(تمخيخ).. أعود لك بعد أن أنتهي منه إن شاء الله..

يسعدني كثيرا تحليلك.. وهذا شرف لي أصلا  

[الدمعة]

بالتأكيد ان الصوت في الهواء اسرع منه في الماء

[المهلهل]

السلام عليكم

QUOTE

فبينما نرى أن الضوء سوف تقل سرعته داخل الماء، نجد أن الصوت تزيد سرعته.. ربما السبب أن الصوت موجة مستعرضة، والضوء موجة طولية (على ما أذكر)....

تصحيح للمعلومة الضوء موجة مستعرضة(كهرومغناطيسية) والصوت موجة طولية(ميكانيكية) والفرق واضح بينهما

الاستاذة جنين اجابت على الموضوع والرابط مفيد جداً


والسلام ختام

[جنين]

السلام عليكم ورحمة الله مرة أخرى '>

الحمدلله كم هو جميل أن تعلمي أنك فكرتي و أقتربت من الحقيقة بعد أن تجدي الجواب الصحيح تشعري فعلاً بمتعة الفيزياء , حيث أن البحث عن الجواب مباشرة من دون التفكير المسبق غير ممتع  

إليك الإجابة عزيزتي ::

Sound under water travels at a speed that is five times greater than in the air. One might expect that hearing under water is easier but this is not so. The volume does not depend on the speed of sound; rather, it is dependent on the amplitude of sound waves and on the perceptive capabilities of the audial organs. There are two methods of perceiving sound waves; the first being air conductivity (outer audial opening, eardrum or tympanum, audial bones of the middle ear) and the second being bone conductivity (the vibration of the bones of the skull). Air conductivity is prevalent in the air, whereas bone conductivity is prevalent under water. This peculiarity is due to the fact that the acoustic resistance of water is close to that of human tissues and the loss of energy for the transition of sound waves into skeletal bones is less under water than it is in the air. Air conductivity under water disappears because the outer audial opening is filled with water and there are no conditions for normal vibration of the eardrum. It has experimentally been proven that bone
conductivity is weaker than air conductivity by 40%.

Consequently, hearing under water is impeded. The distance within which sound can be heard depends on tonality rather than on the volume of sound. Sounds of greater tonality can be heard at greater distances than those of lower tonality. Sounds that are being emitted under water are usually inaudible above the surface of the water and vice versa.

أضيفي على هذا المفهوم هاتين الملاحظتين حول الأذن الداخلية وهي عبارة عن مائع , والنسبة النافذة لكي تكمل الصورة ::

(This almost unbelievable degree of sensitivity is even more impressive when account is taken of the fact that the receptor mechanisms in the inner ear operate in a fluid environment, i.e., the inner ear is really an "underwater" sound receiver. When sound in air strikes a fluid boundary (a boundary between media with different acoustic impendances) there is a theoretical loss of 99.9% of the energy (due to reflection)

الإقتباس الأول من موقع ::
http://library.thinkquest.org/28170/36.html
والإقتباس الثاني من موقع ::
http://www.neurophys.wisc.edu/~ychen/textbook/SOUND_TRANSMISSION.HTML

أما بالنسبة للإختلاف بين الضوء والصوت : بإعتقادي بعد أن تقرأي المؤثرات على سرعة الصوت في الرابط الذي وضعته لكي سوف تعرفي أنه بزوال أهمية عامل المرونة لعدم إحتياج الضوء له للإنتقال يبقى عامل الكثافة هو المؤثر لذلك تقل سرعته..

                هذا والله أعلم.. وتقبلووووووا تحياتي

                    والسلام عليكم ورحمة الله بركاته..

[الفيزيائية]

بارك الله في الجميع.. ونوّر دروبكم..

'>

--------------------- انتهى

[Vipera Palestina]

موضوع جميل و أفكار نيرة..
شكرا لكم أخواني على التحليل و شكرا لك أختي على الاجابة النهائية..

تحياتي للجميع..

[الزمان]

السلام عليكم

بعيداً عن النظريات

أنا وكل من يمارس هواية الغوص نعرف أن الأصوات ممكن سماعها تحت الماء من واقع التجربة وأساليب التواصل التي نتبعها تحت الماء ، فعندما نريد أن نثير انتباه زملائنا الغواصين نقوم بالتصفيق أو نستخدم انبوبة مغلقة وداخلها كرة متحركة ، فنقوم بهز هذه الأنبوبة مما يتسبب بإصدار صوت يسمعه الغواص الآخر ، وأيضاً هناك من يستخدم سكين الغوص في الطرق على تانك الهواء المضغوط الذي يوضع على ظهر كل غواص ، فيصدر الصوت وينتبه الغواص المرافق

أتمنى أني أكون قد وضحت الصورة ، وأدع لكم المجال لمحاولة تفسيرها علمياً

[جنين]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته,,

أهلاً بك أخي الزمان وشكراً لمشاركتك لنا تجربتك..

أخي بإعتقادي أن السبب مذكور في ردي السابق, ولكن لا بأس بالإعادة مع التفصيل..

الصوت أسرع في الموائع عنه في الهواء , لذلك يعتقد البعض أن السماع تحت الماء أسهل ..ولكن ذلك غير صحيح حيث أن سماع الصوت لا يعتمد على السرعة بقدر ما يعتمد على سعة هذا الصوت , و قدرت العضو المستخدم لإدراك هذا الصوت)

الآن تبعاً لما سبق هناك وسيلتين لسماع لدى الإنسان : الأولى هي موصلية الهواء ( الجزء الخارجي للإذن , الطبلة , الأذن الوسطى)
والثانية هي موصلية العضام ( االناتج عن إهتزازات عضام الجمجمة ) ..

الوسيلة الأولى هي السائدة في الهواء والوسيلة الثانية هي السائدة في الماء ( وذلك يرجع لتقارب المقاومة السمعية بين الماء وأنسجة الجسم البشري لذلك فاطاقة التي تفقد أثناء إنتقال الصوت من الماء إلى عظام الجمجمة أقل من الطاقة التي تفقد لو كان الوسط الذي إنتقلت فيه الموجات الصوتية هو من الهواء إلى عظام الجمجمة >>>> بإعتقادي أن المقصود المقاومة السمعية ماذكرته في موضوع ( صحح وأكتسب مع الصوت)  عن مدى نفاذية الموجات الصوتية بحيث يكون أكبر قدر من النفاذية عند تشابه الوسطين وأقل قدر من النفاذية  عند إختلاف الوسطين مثلاً عند إنتقال الصوت بين الماء و الهواء فإنه يفقد 99% من طاقته نتيجةً للإنعكاس..)

و الوسيلة التي سميناها موصلية الهواء تختفي في تحت الماء لعدم توفر ظروف إهتزاز الطبلة ...

ويعرف من التجربة أيضاً أن موصلية العضام أقل من موصلية الهواء ب 40%

وتعتمد المسافة التي يقطعها الصوت على النغمة ( وهي تشمل بإعتقادي الترددات التوافقية والتي قد تكون مختلفة السعة) فالصوت صاحب النغمة الأقوى يصل لمسافة أكبر..

كما لا ننسى أن تحديد إتجاه مصدر الصوت في الماء صعب جداً وإحتمال الخطأ فيه كبير حيث أن الصوت يستغرق للوصول للأذن الأخرى بعد وصوله للأولى (0,00003 ثانية) لذلك نعتبره يصل لهما تقريباً في نفس اللحظة , ويمكن مع التدريب المكثف والمستمر إكتساب قدرة تحديد الإتجاه ولكن مع التوقف عن التمرين تزول هذه القدرة..

الآن نأتي لتساؤلك :

إذا كان الغواص من غير خوذة , فإنه يسمع عن طريق الإذن الداخلية وهي تحتوي على مائع مما يعطيها حساسية جيدة لنقل الصوت من الماء ( هذا من الرابط الثاني , أما الرابط الأول فإنه فقط ركز على  وسيلة موصلية عظام الجمجمة >>>> ولكن بإعتقادي أن كلاهما يشتركان في توصيل الصوت للغواص من دون خوذة)

لكن إذا كان الغواص يلبس خوذة مناسبة ( ولتكن من المطاط) وهي تعزل الأذن عن مايحيط بها من ماء ,, فإن الصوت مطالب أن يخترق الخوذة ثم يخترق الهواء ليصل لطبلة الأذن بتالي نرى أن أغلبه أمتص أو إنعكس ولا يصل للأذن إلا النزر اليسير, لذلك يكون أثر موصلية الهواء غير ملحوظة >>> كما أني لا أعتقد أننا يمكن أن ستخدم الإذن الداخلية في هذه الحالة)
وإنما الصوت الذي يدرك هو ناتج عن موصلية عظام الجمجمة وهو مقبول إلى حد ما  في حالة الخوذة المطاطية, أما إذا كانت الخوذة من المعدن فالموصلية لصوت سيئة جداً...

              هذا والله أعلم والسلام عليكم..

>>> على فكرة الرابط الأول هو أصلاً خاص بالغوص , وقد ذكر بعض طرقك في الإتصال, فهي طرق عالمية    >>>>>
وهذه الصورة لذكرى   '>