نبذة تعريفية عن العالم “روبرت بويل” وسبب حدوث فرقعة داخل السوط

2011 تجارب علمية الصوت والسمع

كريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

العالم روبرت بويل السوط الفيزياء

إن أول شخص اكتشف بأن الصوت يحتاج إلى وسط ينتقل من خلاله هو عالم الكيمياء الإيرلندي (روبرت بويل) (1927 – 1691).

وقد قام هذا العالم بوضع ساعة منبه في وضعية الرنين دال إناء زجاجي كبير/ ثم أفره الإناء من كل الهواء ببطء، وعندما أًبح الإناء مفرغاً من الهواء تماماً، اكتشف (بويل) أنه لم يعد بوسعه سماع رنين المنبّه.

فرقعة السَوْط

يتحرك السَوْط على شكل حركة موجية، تدفع فيها الموجات المتحركة على امتداد السوط طرفة النهائي فتنشأ عنها موجة صدمية تحدث بسبب اندفاع هواء نحو مقدمة الطرف النهائي للسوط.

وعندما تتحرك نهاية السوط بشكل أسرع مقارنة بالموجات الصوتية التي تسببها حركة السوط، نسمع صوت فرقعة عالية، وهذا يعني أن نهاية السوط قد بلغت درجة تجاوزت فيها سرعة الصوت.

وعندما تخترق نهاية السوط الصدمة الموجية، أو ما يسمى حاجز الصوت، يؤدي التفريغ المفاجئ للضغط إلى حدوث صوت الفرقعة، يطلق على هذا الصوت المدوي عبارة "اختراق جدار الصوت".

إن تغير الضغط النتائج عن اختراق نهاية السوط للموجة الصدمية ضئيل، وهو أشبه بالضغط المتغير الذي تشعر به عندما تنزل بعض الطوابق في المصعد، وبما أن التغيير يحصل على نحو سريع جداً، ستسمع صوت فرقعة.

لقد كان الصوت في الواقع أول مادة من صنع بشري تتحرك بسرعة تفوق سرعة الصوت، كما أن الفرقعة التي تصدر من البندقية ناتجة عن اختراق الرصاصة حاجز الصوت.