[نداتي]

من المعروف ان سرعة الموجة تزداد بزيادة كثافة الوسط لذلك هي أسرع في الجوامد من السوائل والغازات ، فلماذا سرعتها في الهليوم أكبرمن الهواء مع أن الهليوم أقل كثافة من الهواء ؟ :shy_5new:

[ناصر اللحياني]

سرعة الصوت لا تعتمد على الكثافة فقط ، بل تعتمد كذلك على معامل المرورنة ، وسرعة الصوت في المواد الصلبة أكبر من سرعتها في السوائل والغازات لأن معامل المرونة في المواد الصلبة أكبر .

وهنا توضيح أكثر :

[نداتي]

فتح الله عليك وجزاك الله عنا خيرا

[VB6]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

مرحباً اخوتي الكرام

يعود السبب في تغيير الصوت عند استنشاق غاز الهيليوم إلى تغير سرعة انتقال الموجات الصوتية داخل تجويف الفم .
فكما هو معلوم أن سرعة انتقال الامواج الصوتية يتناسب تناسباً عكسياً مع الوزن الجزيئي للغاز الوسط . وبالتالي فكون الوزن الجزيئي للهيليوم أقل من الهواء فتكون السرعة فيه أكبر .
وحتى نكون أكثر دقة نقول :

الوزن الجزيئي للهواء ( 28.964 ) فتكون سرعة الصوت فيه عند الصفر المئوي هو (331.3 م/ث )
الوزن الجزيئي لغاز الهيليوم هو ( 4.003 ) فتكون سرعة الصوت فيه عند الصفر المئوي هو ( 891.2 م/ث )
و حسابها من العلاقة :
السؤال الان .... مادور تغير سرعة الصوت في تغيير الصوت المسموع ؟؟؟
لفهم جواب هذا السؤال لابد أن يكون لدينا إلمام بميكانيكية انتقال الامواج داخل التجويف ( cavity ) . فالامواج الموجودة داخل التجويف سيتعرض بعضها لعملية بناء ( أو بقاء ) والبعض الاخر سيتعرض لعملية هدم (أو فناء) وهذا متعلق بالشكل الهندسي للتجويف ( طبعاً هذا يمثل تجويف الفم وتوابعه )

سنلاحظ أن الامواج التي حصل لها بناء هي عبارة عن مضاعفات لتردد محدد وهو ما يسمى بـ(التردد الاساسي)

لاحظوا اخوتي الكرام ..أن التردد الاساسي و ( ومضاعفاته ) هي الامواجي التي سيكتب لها البقاء داخل تجويف الفم !! ... وبالتالي ستكون هي الامواج المسموعة أثناء حديثنا

السؤال الان ..... كيف نحدد التردد الاساسي ؟؟
فنقول ... تحديد التردد الاساسي يعتمد على العلاقة بين طولة موجته وبين ابعاد التجويف بمعنى أن ابعاد التجويف والشكل الهندسي هما المسؤلان عن تحديد للطول الموجي للتردد الاساسي

نأخذ مثال (افتراضي ) للتوضيح :

نفرض أن لدينا تجويف (وحسب ابعاده) فإن الطول الموجي اللازم للتردد الاساسي فيه هو 1 متر إذا علمنا بأن سرعة الصوت في ذلك الوسط هو 10 م/ث فاحسب مقدار التردد الاساسي .

الجواب :

حسب المعادلة المشهورة سرعة الموجة = التردد × طول الموجة
التردد الاساسي = السرعة ÷ طول الموجة = 10 ÷ 1 = 10 هيرتز

نفرض أننا غيرنا غاز الوسط الموجود داخل التجويف إلى وسط آخر سرعة الموجة فيه 20 م / ث .... فكم سيكون التردد الاساسي للتجويف ؟

نقول سرعة الموجة = التردد × طول الموجة
التردد الاساسي = سرعة الموجة ÷ طول الموجة = 20 ÷ 1 = 20 هيرتز

نلاحظ من هذين المثالين أن تغيير سرعة الوسط (بتغيير نوع الوسط) يؤدي إلى تغيير التردد الاساسي في التجويف وبالتالي فإن كل الترددات الرنينية المسموعة (مضاعفات التردد الاساسي) ستتغير ايضاً وبالتالي سيتغير طابع الصوت المسموع لنا .

هذا ما توصلت إليه من معلومات حصلت عليها على عجل من هنا وهناك وأرجو أن تكون صواباً .

والله تعالى أعلم وأحكم

أخوكم / ابو سلمان

منقول للفائدة