صوتي (ازيز)

Sonic boom - Boom sonore

الصوتي (الأزيز ـ)

 

يُطلَق الأزيز الصوتي أو الدويّ الصوتي sonic boom على الضجيج المفاجئ الذي تولِّده طائرة أو أي جسم آخر يشق طريقه في الهواء بسرعة تفوق سرعة الصوت فيه، وهي تقارب 340متراً في الثانية. يولِّد جسم كهذا موجة صدم shock wave يزداد فيها الضغط على نحو مفاجئ، وإذا ما بلغت هذه الموجة أذن إنسان سمع دوياً كدوي الرعد أو أزيزاً كأزيز الرصاص. وفي الحقيقة ليس الرعد إلا أزيزاً صوتياً متكرراً تسببه صاعقة تتبع البرق.

الشكل (1) موجة الأزيز الصوتي

الشكل (2) جدار الصوت

يُظن أحياناً أن الطائرة تسبب الأزيز الصوتي عندما تجتاز جدار الصوت sound barrier فقط، وهذا الاعتقاد خاطئ، فالأزيز الصوتي في واقع الأمر يصدر باستمرار ويتحرك بتحرك الطائرة مادامت تنطلق بسرعة تفوق سرعة الصوت في الهواء. فالطائرة لدى شقها طريقها في الهواء تولِّد أمواج ضغط فيه تنطلق من مقدمة الطائرة كما هو مبين في الشكل (1) وتشكِّل مخروطاً ذروته هناك، ويبرهن على أن نصف زاوية رأس المخروط aα ترتبط بسرعة الطائرة u وسرعة الصوت في الهواء v بالعلاقة

وتسمى النسبة بين سرعة الطائرة وسرعة الصوت في الهواء عدد ماخ Mach number. ولما كان المخروط يتحرك بتحرك الطائرة، فإن خط تقاطعه مع سطح الأرض يأخذ شكل قطع مكافئ، ومن ثم فكل مَن هو موجود على هذا القطع يسمع الأزيز الصوتي. وبالطبع فإن شدة الأزيز أو مقدار ازدياد ضغط الهواء يضعف بازدياد البعد عن الطائرة، ويتغير بتغير حجمها ووزنها وشكلها، كما يتأثر بالظروف الجوية السائدة وبعوامل أخرى.

إن بالإمكان التنبؤ بمقدار ازدياد ضغط الهواء الناشئ عن الأزيز الصوتي على طول خط سير محدد لطائرة تنطلق بسرعة تفوق سرعة الصوت فيه، وبما ينجم عن ذلك من أضرار كتحطُّم النوافذ، وإحداث شقوق دقيقة في الورق الذي يكسو الجدران. وقد بيَّنت الدراسات أن الأضرار تكون معدومة إذا قل ازدياد الضغط عن 7.3كيلو غراماً على المتر المربع. إلا أن ما يشغل بال الباحثين هو الآثار النفسية المترتِّبة على تكرار سماع الأزيز الصوتي خاصةً عندما يحدث ذلك فوق مناطق مأهولة بالسكان ومن طائرات نقل تحلِّق بسرعات تفوق سرعة الصوت ultrasonic.

تجدر الإشارة إلى أن المخروط الذي تتوضَّع عليه موجة الصدم يؤول إلى مستوٍ عندما تبلغ سرعةُ الطائرة سرعة الصوت في الهواء تماماً، ويشكِّل المستوي عندها جداراً عند مقدِّمة الطائرة يدعى جدار الصوت يتقدم بتقدم الطائرة، ويحدث في موضع تلاقيه مع سطح الأرض أزيزاً صوتياً كالأزيز الذي يولِّده مخروط موجة الصدم، ويسود عندها هدوء أمام هذا الجدار فلا يَسمع صوت الطائرة مَن كان واقفاً أمامه (الشكل 2).

أحمد حصري

الموضوعات ذات الصلة:

 

الصوت ـ موجة الصدم.

 

مراجع للاستزادة:

 

- Book Of Popular Science (Grolier 1974).

- University Physics,10th edition (Sears, Zemansky 2000).

---

- التصنيف : الكيمياء و الفيزياء - النوع : أعلام ومشاهير - المجلد : المجلد الثاني عشر - رقم الصفحة ضمن المجلد : 274 مشاركة :