لابد أنك يومًا سجلت مخالفة مرورية بسبب التقاط الرادار لتجاوزك السرعة، ولابد أنك سمعت يومًا صوت سيارة إسعاف أو إطفاء يدوي في الجوار، ولابد أنك اشتقت يومًا لتعرف كيف سيكون شكل طفلك القادم للحياة في غضون شهور قليلة، إن وراء هذه الأشياء ما يُعرف باجتياز جدار الصوت، وما يفسر هذا المصطلح هو ظاهرة “دوبلر”، وإليكم شرح ظاهرة دوبلر للصوت، وتطبيقاتها العملية في حياتنا.
تعريف ظاهرة دوبلر للصوت
هي أحد الظواهر الطبيعية التي يرجع الفضل في اكتشافها إلى العالم كريستيان دوبلر النمساوي الجنسية، وقد وجد دوبلر أن الموجات الصوتية تتغير أطوالها باستمرار نتيجة للحركة النسبية لهذه الموجات بين مصدر الصوت والمستقبل، والموجات الصوتية هي عبارة عن اضطراب يحدث في الوسط الذي ينتقل خلاله الصوت يصاحبه انتقال للطاقة في الوسط.
قد يهمك ايضًا : شرح درس ظاهرة الغوص
شرح ظاهرة دوبلر للصوت
أولًا هناك عدد من المفاهيم يجب توضحها حتى نستطيع أن نفهم هذه الظاهرة، وهذه المفاهيم نوضحها فيما يلي:
- لكل موجة من الموجات الصوتية سرعة انتقال، وطول موجي، وتردد.
- هذه الثلاثة مصطلحات هي خصائص الموجة ، وتختلف هذه الخصائص من موجة لموجة.
- أما عن الطول الموجي فتعريفه هو المسافة بين قمتين متماثلتين لموجتين متتابعتين.
- ويُعرف التردد بأنه عدد الأمواج المنبعثة في وحدة الزمن.
- يتناسب الطول الموجي تناسبًا عكسيًا مع التردد لنفس الموجة.
لنفهم ظاهرة دوبلر للصوت دعونا نتخيل أننا نسمع صوتًا صادرًا من سيارة إسعاف مثلًا، بالطبع سيارة الإسعاف تسير بسرعتها بينما سرعة الصوت المنبعث منها أسرع من سرعة السيارة (مصدر الصوت) وذلك يعني أن تردد الصوت يزيد في اتجاه حركة مصدر الصوت (السيارة)، ويقل ورائها.
وينتج عن ذلك انضغاط في موجات الصوت أمام السيارة (مصدر الصوت)، وتخلخل موجات الصوت خلفها، ويفسر ذلك سماعنا للأصوات بتردد عالي في البداية وما أن يعبرنا مصدر الصوت حتى يضعف الصوت تدريجيًا ويصبح أقل ترددًا وحدة.
قد يهمك ايضًا : شرح ظاهرة الاحتباس الحراري
كيف اكتشف دوبلر ظاهرة دوبلر للصوت ؟
قام العالم دوبلر بتجربة توصل منها لظاهرة دوبلر للصوت، وكانت التجربة عبارة عن أنه أحضر فرقة للعزف وطلب منهم أن يقوموا بالعزف داخل قطار متحرك، وعلى المحطة كانت هناك فرقة أخرى لتسجيل صوت العزف المنبعث من القطار، وقد طابقت التسجيلات توقعات العالم حيث كان العزف أعلى عندما مر القطار بالمحطة بينما ظل الصوت ينخفض كلما ابتعد القطار.
ظاهرة دوبلر وعلاقتها بالضوء
قام العلماء بدراسة الأجرام الفلكية القريبة من الأرض، وقد توصلت نتائجهم إلى الطول الموجي للأجرام الفلكية ينقص فينجذب نحو اللون البنفسجي لنقصه، أم الأجرام البعيدة عن الأرض فإن أطوالها الموجية تزيد فتنجذب نحو اللون الأحمر، وقد استخدمت هذه الظاهرة في قياس سرعة النجوم وبعدها عن الأرض.
تطبيقات على ظاهرة دوبلر للصوت
استخدمت ظاهرة دوبلر للصوت في العديد من التطبيقات التي تمس الحياة اليومية، والتي لها فوائد عظيمة للبشرية، وفيما يلي بعض هذه التطبيقات:
- استخدمت ظاهرة دوبلر للصوت في برمجة الكاميرات التي يستخدمها المرور لقياس سرعة السيارات.
- صنعت رادارات المرور، ونظيرتها في الطائرات لرصد حركة الأجسام بفضل ظاهرة دوبلر للصوت.
- تم استغلال ظاهرة دوبلر للصوت في دراسة حركة النجوم والكواكب، وغيرها من الأجرام الفلكية الأخرى.
- استخدمت ظاهرة دوبلر للصوت في الأجهزة المستخدمة في قياس أعماق المسطحات المائية، وفي الأجهزة الملاحية.
- أما في مجال الطب فقد كان لظاهرة دوبلر للصوت الفضل في وجود الأجهزة التي تعمل بالموجات فوق الصوتية لفحص الأعضاء الداخلية للجسم.
- أو تصوير الجنين في بطن أمه للتعرف على حالته والاطمئنان لسلامته.
قد يهمك ايضًا : شرح ظاهرة المطر للأطفال
وقد دللت ظاهرة دوبلر للصوت على أهمية اكتشاف الظواهر الكونية وتفسيرها لفتح أفاق علمية جديدة والتوصل إلى تطبيقات عملية مبنية على تلك الظواهر في إفادة البشرية، وقد كان الوصول إلى شرح ظاهرة دوبلر للصوت سببًا في الكثير من الفتوح والتطبيقات العلمية.
التعليقات