الضوء والصوت وعلم البصريات 

 اولا : الصوت 

المقدمة : 

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
تنشأ موجات الصوت من اهتزاز الأجسام وكما نعلم فالنغمات الموسيقية التي تستمع إليها من الكمان او البيانو أو من آلة العود تنشأ من اهتزاز الأوتار المشدودة لهذه الآلات وتصل إلينا خلال الهواء وعندما يتكلم الإنسان فإن الصوت ينشأ من اهتزاز الاحبال الصوتية للحنجرة .
وتنتقل موجات الصوت خلال الغازات والسوائل والأجسام الصلبة كذلك .

وعندم اقتراب قطار من محطة فإنه يمكننا أن نستمع لاهتزاز قضبان القطار قبل أن نتمكن من مشاهدة القطار أثناء قدومه ، فالمادة الصلبة للقضبان هي التي تحمل صوت القطار والذي ينتقل صوته إلينا عبر الـــهواء

طبيعة الصوت : 

اذا أسقطت حجرا صغيرا في بركة ساكنه ستشاهد سلسلة من الامواج تنتقل مبتعدة عن النقطة التي لامس فيها الحجر سطح الماء ، كذلك ينتقل الصوت في موجات عندما يتحرك خلال الهواء او اي وسط آخر وتنتج الموجات من جسم مهتز .
ففي حالة حركة الجسم المهتز الى الخارج يحدث ضغط على الوسط المحيط به فتنتج منطقة ضغط .
وعندما يتحرك الجسم بعد ذلك للداخل يتمدد الوسط في الحيز الذي كان يشغله الجسم وتمسى منطقة التمدد هذه تخلخلا ، وباستمرار تحرك الجسم الى الداخل والخارج تنتقل سلسلة من الضغوط والتخلخلات بعيدا عنه وتتكون الموجات الصوتية من هذه الضغوط والتخلخلات .

التردد وطبقة الصوت :

يسمى عدد الضغوط والتخلخلات التي ينتجها الجسم المهتز في كل ثانية تردد الموجات
وكلما ازدادت سرعة اهتزاز الجسم ارتفعت قيمة تردده
ويستخدم العلماء وحدة الهرتز لقياس التردد ويساوى الهرتز الواحد اهتزازه وواحدة كل ثانية .

 سرعة الصوت : 

وينتقل الصوت خلال اي شيء وكل شئ فيما عدا الفراغ وهذا ببساطة يرجع إلى أن جزيئات المادة أيا كانت قادرة على امرار الاهتزازات عبرها ، وبعض المواد يمكنها نقل الموجات الصوتية بصورة أفضل من غيرها .

ولا تعتمد سرعة الصوت على ضغط الهواء فسرعة الصوت فوق قمة جبل حيث الضغط منخفض هي نفسها سرعة الصوت عند أسفل الجبل ( ضغط جوي معتاد ) وحيث أن سرعة موجات الضوء تبلغ 300.000كم/ث أي انها اكبر بكثير من سرعة الصوت ، لذلك فالإنسان يمكنه أن يرى البرق وبعدها بلحظات يستطيع أن يسمع صوت الرعد .

الاصوات تحت الماء :

تزود السفن بأجهزة تمكنها من كشف أي جسم تحتها مثل الغواصة وكذلك يمكنها تحديد عمق هذه الغواصة وذلك بإرسال موجات ( نبضات ) صوتية داخل الماء فإذا ما صادفت هذه الموجات جسما فإنها تنعكس عند اصطدامها به وبمعرفة الوقت الذي تستغرقه النبضة منذ خروجها من السفينة وحتى رجوعها اليها وبمعرفة سرعة الصوت في الماء ( حوالي 1500م/ث أي حوالي اربعة اضعاف سرعة الصوت في الماء ) يمكن تحتدي بعد الجسم الذي انعكست عنه الموجات ( النبضات ) الصوتية ويطلق على هذه الاجهزة بأجهزة تحديد الابعاد بالصدى – جهاز السونار- 
وتستخدم سفن صيد الاسماك هذه الاجهزة لتحديد تجمعات الاسماك وكميتها وعمقها حتى تسهل عملية الصيد 

سونار (Sonar) هو اختصار (Sound navigation and ranging)

وهي طريقة يستخدم فيها الصدى الناتج عن موجات الصوت لتحديد مواقع الأجسام المغمورة تحت سطح الماء، فترسل دفعات من الطاقة الصوتية من مصدر على السفينة، وبعد فترة ترتد أصداؤها وتستقبل بأجهزة خاصة وبقياس الوقت الذي انقضى بين إرسال الإشارة الصوتية واستقبالها يمكن للأجهزة أن تحدد عمق الماء أو وجود ألغام أو غواصات مغمورة تحت سطح الماء

إن الصوت يحيط بنا طوال الوقت ، فقد نصحو في الصباح الباكر على جرس ساعة التنبيه أو على شقشقة العصافير ، وخلال اليوم نسمع الى كل انواع الاصوات مثل صلصة أواني المطبخ وازيز حركة المرور وأصوات الناس عندما نتهيأ للنوم ليلا قد نسمع نقيق الضفادع أو حفيف الرياح .
أن كل صوت من هذه الاصوات تحدثه اهتزازت جسم ماء فعندما يعتز الجسم فإنه يجعل الهواء المحيط به يهتز تنتشر الاهتزازات في كل الاتجاه مبتعدة عن المصدر وعندما تدخل الاهتزازات آذاننا تنتقل الى الدماغ الذي بترجمتها الى اصوات .