|
من كتاب الفيزياء المسلية - ياكوف بيريلمان
اقرأ واستمتع .. أعاجيب التكلم من البطنأن الأعاجيب المدهشة التي يقوم بها المتكلمون من بطونهم مبينة على نفس خصائص السمع لقد كتب البروفيسور جامبسون ما يلي ( إذا سار احد الأشخاص على قمة السطح فإن صوته يحدث في داخل الدار همسا خافتا . وكلما ابتعد عن القمة باتجاه الحافة, زاد خفوت الهمس. وإذا جلسنا في إحدى غرف الدار, فإن أذننا لا تستطيع تمييز اتجاه الصوت وبعد مصدره عنا. ولكن تبعا لتغير الصوت يستنتج عقلنا بأن مصدره يبتعد عنا أما إذا اخبرنا الصوت بالذات بأن صاحبه يسير فوق السطح فإننا سنصدق ذلك بسهولة وأخيرا. إذا تحدث احد الأشخاص مع الشخص صاحب الصوت.من خارج ذلك المكان وحصل منه على بعض الأجوبة التوضيحية لكانت الصورة واضحة أمامنا تماما. وهذه هي الشروط التي تلاءم عمل المتكلم من بطنه. وعندما يأتي دور الكلام إلى الشخص الموجود فوق السطح . فإن الشخص المتكلم من بطنه يدمدم بصوت خافت. أما عندما يصله الدور في الكلام فإنه يتكلم بصوت واضح وقوى لكي يخفى التباين مع بقية الأصوات. أن محتوى ملاحظاته وأجوبة محدثه المزعوم. تقوى الصورة الخيالية. أن نقطة الضعف الوحيدة في هذه الخدعة, ربما تكون بادية من كون الصوت الموهوم للشخص الموجود في الخارج يصدر في الواقع عن شخص موجود على خشبة المسرح, أي يكون اتجاهه مزورا. (( ويجب كذلك أن نلاحظ بأن اسم المتكلم من بطنه هو اسم لا يلاءم واقع الحال ويجب على المتكلم من بطنه لن يخفى عن مستمعيه تلك الحقيقة التي تظهر عندما يأتي دور الكلام إلى زميله يقوم هو بالكلام في الواقع ولهذا الغرض يستخدم مختلف الحيل . ويحاول بالاستعانة بمختلف أنواع الإشارات أن يصرف عنه انتباه المستمعين وعندما ينحني جانبا ويقرب يده من أذنيه كما لو كان يسترق السمع فإنه يحاول إخفاء شفتيه عن الأنظار قدر استطاعته وعندما لا يستطيع إخفاء وجهه فإنه يحاول القيام بحركات الشفاه الضرورية فقط .ومما يساعده على ذلك هو أن الشيء المطلوب في معظم الأحيان يعتبر همسا خافتا غير واضح .وتخفى حركات الشفاه بصورة جيدة بحيث تجعل بعض الناس يعتقدون بأن صوت الفنان يخرج من مكان ما فى جوفه_ومن هنا اشتق اسم:المتكلم من بطنه. وهكذا نرى أن العجائب المزعومة للتكلم من البطن مبينة كليا على أساس أننا لا نستطيع أن نحدد اتجاه الصوت بدقة أو بعد مصدره عنا. وفى الأحوال العادية نتوصل إلى ذلك بصورة تقريبية فقط ولكننا إذا كنا في وضعية غير طبيعية لتقبل الصوت فسوف نرتكب خطأ كبيرا فيما يتعلق بتعيين مصدر الصوت.وعندما كنت شخصيا أراقب الشخص الذي يتكلم من بطنه لم يكن بمقدوري أن اشك في الخدعة بالرغم في اطلاعي التام على جلية الأمر. المصدر:
|
عجائب السمع عندما نقضم الخبز اليابس بأسناننا نسمع صوتا يصم الأذن بينما يقضم الشخص الجالس بقربنا نفس الخبز بدون حدوث أي صوت مزعج. كيف تمكن جارنا التخلص من ذلك الصوت وبأية حيلة؟ يتلخص الأمر في أن الضوضاء والصر صرة تصلان إلى أذاننا فقط ولا تقلقان أذان جيراننا إلا قليلا جدا. أن عظام الجمجمة مثل بقية الأجسام الصلبة الأخرى بصورة عامة هي أجسام مرنة وتوصل الصوت بصورة جيدة جدا. والصوت بدوره يصبح أحيانا قويا جدا, عند مروره في وسط صلب (كثيف) وعندما تصل الصرصرة إلى الأذان عن طريق الهواء تتقبلها الأخيرة على هيئة ضوضاء خفيفة ولكن هذه الصرصرة بالذات تتحول إلى قعقعة عندما تنتقل إلى عصب السمع عن طريق عظام الجمجمة الصلبة. واليكم تجربة أخرى في هذا المضمار : نضغط بأسناننا على حلقة ساعة الجيب, ونسد أذاننا جيدا بأصبعنا وفى هذه الحالة سوف نسمع ضربات ثقيلة إذ يرتفع صوت دقات الساعة. ويقال بأن الموسيقار الألماني العظيم بيتهوفن كان وهو أطرش يسمع العزف على البيانو بوضع احد طرفي عصاه على البيانو ووضع الطرف الأخر قرب أسنانه . وبنفس الطريقة يستطيع أولئك الطرش الذين سلمت أذنهم الداخلية .أن يرقصوا على أنغام الموسيقى لآن الأصوات تصل إلى أعصابهم السمعية عن طريق الأرض والعظام. المصدر:
|
أين يصوت الصرصور؟ كثيرا ما نخطئ عندما نعين الاتجاه الذي يأتي منه الصوت بدلا من تعيين المسافة التي تفصلنا عن مصدر الصوت. أن الأذنين تميزان بوضوح صوت الطلقة القادم من اليمين أم من اليسار. ولكنهما غالبا ما تعجزان عن تحديد موقع مصدر الصوت إذا كان واقعا أمامنا أو خلفنا تماما, وذلك لان الرصاصة التي تطلق من الأمام كثيرا ما تسمع وكأنها قد أطلقت من الخلف . أننا في هذه الحالات نستطيع فقط _تبعا لقوة الصوت _أن نميز الطلقة القريبة . http://kenanaonline.com/photos/12341...jpg?1241943005 واليكم التجربة التالية التي نستطيع أن نتعلم منها الشيء الكثير. http://kenanaonline.com/photos/12341...jpg?1241943289 نربط عيني احد الأصدقاء ونجلسه في وسط الغرفة ونطلب منه أن يجلس بهدوء وإلا يدير رأسه. ثم نأخذ بيدينا قطعتين من النقود ونقرع إحداهما بالأخرى مع المحافظة على وضعهما طول الوقت في المستوى العمودي التخيلي الذي يمر بين عيني ذلك الصديق, ويقسم رأسه إلى نصفين متساويين . ثم اطلب من صديقك تعيين موقع قطعتي النقود الرنانتين فإذا كان الرنين صادرا من إحدى زوايا الغرفة , فإن ذلك الصديق سيشير إلى الزاوية المقابلة لها تماما! وإذا حرفنا القطعتين الرنانتين عن المستوى المذكور فإن الخطأ سوف لا يكون كبيرا في هذه الحالة, وهذا شيء مفهوم ذلك لان الأذن القريبة سيسمع الصوت بصورة أسرع قليلا وأعلى من السابق وبفضل ذلك يستطيع الصديق المذكور تعيين مصدر الصوت. وهذه التجربة توضح لنا بالمناسبة لماذا يصعب علينا تعيين موضع الصرصور الذي يصوت في العشب. أن الصر صرة الحادة تسمع على بعد خطوتين منا إلى يمين الطريق . ونوجه نظرنا إلى مصدر الصوت ولكننا لا نرى شيئا بل نسمع الصوت آتيا من الجهة اليسرى للطريق . وعندما ندير رأسنا إلى تلك الجهة نسمع الصوت آتيا من جهة ثالثة مختلفة. وكلما أدرنا رأسنا بسرعة إلى الجهة التي ينبعث منها الصوت كلما خفت(تهادت) قفزات ذلك الموسيقى المختفي . ولكن في الحقيقة تكون الحشرة جالسة في مكان واحد.أما قفزاتها المدهشة فهي من بنات أفكارنا وتصوراتنا الناجمة عن خداع السمع. أن الخطأ الذي نرتكبه هنا, يتلخص في أننا ندير رأسنا بطريقة تجعل الصرصور يقع في مستوى التماثل العمودي لرأسنا .وفى هذه الحالة كما نعلم, يسهل الوقوع في الخطأ عند تعيين اتجاه الصوت.إذ أن صر صرة الصرصور تنبعث أمامنا ولكننا نعتقد خطأ بأنها تنبعث من الجهة المقابلة. ومن هنا نتوصل إلى النتيجة العملية التالية: إذا أردنا تحديد المكان الذي تنبعث منه صر صرة الصرصور وتغريد الطير وما شابه ذلك من الأصوات القادمة من بعيد فلا يجب أن ندير وجوهنا نحو الصوت بل نديرها إلى جهة أخرى مختلفة. وبالمناسبة, فإننا نقوم في الواقع عندما (ننصب أذنينا) كما يعبر عن ذلك. المصدر:
|
خداع السمع
إذا كنا لسبب ما قد تصورنا أن مصدر الضوضاء الخافتة لا يقع بالقرب منا بل يبعد عنا كثيرا فإن الصوت يبدو لنا أعلى من ذلك بكثير. أن مثل هذه الحالات من خدعة السمع تحدث لنا غالبا ولكننا لا نلتفت إليها دائما. واليكم الحادثة الطريفة التالية التي وصفها العالم الأمريكي ويليام جيمس في كتابه (علم النفس): (( حدث مرة أن جليت لأقرأ في وقت متأخر من الليل وفجأة سمعت ضوضاء مزعجة انبعثت من القسم العلوي للمنزل ثم انقطعت ولكنها انبعثت مرة أخرى بعد دقيقة واحدة. وخرجت إلى الصالة لاستمع الضوضاء.ولكن لم يكن لها اثر هناك. وما أن عدت إلى غرفتي وتناولت كتابي حتى انبعثت ضوضاء مزعجة قوية, كتلك التي تسبق العاصفة أو الفيضان وكانت تنبعث من كل مكان. وخرجت إلى الصالة ثانية وأنا شديد الانزعاج ولكن الضوضاء انقطعت مرة أخرى أيضا. وعندما كنت عائدا إلى غرفتي مرة ثانية اكتشفت فجأة أن الضوضاء صدرت عن شخير كلب صغير نائم على الأرض!... والطريف هنا أنني بعد أن اكتشفت السبب الحقيقي للضوضاء لم يعد في استطاعى رغم كل الجهود التي بذلتها أن استرجع في سمعي تلك الضوضاء التي حدثت قبل دقائق)). ولعل القارئ يتذكر حادثة مماثلة وقعت له في حياته.أما انا شخصيا فقد راقبت مثل هذه الحوادث عدة مرات. المصدر:
|
طنين الحشرات لماذا يصدر الطنين عن الحشرات ؟ في أكثر الحالات لا تملك الحشرات مطلقا أعضاء خاصة تحدث الطنين ولا يسمع الطنين إلا عند الطيران. وهذا الأمر يعود إلى أن الحشرات عند طيرانها تخفق بأجنحتها عدة مئات من المرات في الثانية الواحدة. وبذلك يكون الجناح الصغير للحشرة عبارة عن صفيحة متذبذبة, ونحن نعلم أن كل صفيحة سريعة الذبذبة (أكثر من 16 ذبذبة في الثانية) تحدث نغمة ذات درجة معينة. والآن سيعلم القارئ كيف تم تحديد عدد خفقات جناح هذه الحشرات أو تلك في الثانية الواحدة عند طيرانها في الجو. للقيام بذلك يكفى أن نحدد بأذننا . درجة النغم الصادر عن تلك الحشرة فقط .لآن لكل نغم ما يلائمه من تردد الذبذبات . وقد اثبت بواسطة آلة التصوير البطيئة الحركة أن عدد خفقات أجنحة كل حشرة ثابت لا يتغير تقريبا . وعندما تتحكم الحشرة في طيرانها فإنها تغير حجم الخفقة(سعة الذبذبة) وميل الأجنحة فقط. أما عدد الخفقات في الثانية فيزداد بتأثير البرد فقط. وهذا هو سبب عدم تغير النغمة الصادرة عن الحشرات عند طيرانها . لقد وجد مثلا أن الذبابة العادية (التي تصدر عنها النغمة ف), تقوم في الثانية الواحدة ب 352 خفقة جناح. والنحلة التي تصدر عنها النغمة أ, تقوم في الثانية الواحدة ب 440 خفقة جناح عندما تطير بحرية و ب 330 خفقة فقط (النغمة ب) عندما تطير وهى محملة بالعسل .أما الصراصير التي تصدر عنها أثناء طيرانها نغمات اقل درجة فإنها تحرك أجنحتها بشكل اقل رشاقة على عكس البعوضة التي يتراوح عدد خفقات أجنحتها بين 500_600 مرة في الثانية الواحدة ولأجل المقارنة نذكر هنا أن محرك الطائرة يدور في الثانية الواحدة 25 مرة في المعدل. المصدر:
|
الصدى وقاع البحر مرت على الإنسان حقبة طويلة من الزمن دون أن يستطيع الاستفادة من الصدى, حتى اخترعت طريقة لقياس عمق البحار والمحيطات بواسطة الصدى. وقد تم اختراع هذه الطريقة بالصدفة. ففي عام 1912 غرقت باخرة الركاب الضخمة (تيتانيك) بجميع ركابها نتيجة لاصطدامها المفاجئ بجبل جليدي عائم كبير الحجم . ولتجنب مثل هذه الكوارث جرت محاولات للاستفادة من الصدى في اكتشاف الجبال الجليدية العائمة الموجودة أمام الباخرة وذلك عند وجود الضباب أو حلول الليل. ولم تنجح هذه الطريقة عمليا , ولكنها أدت إلى فكرة أخرى إلا وهى قياس عمق البحار بواسطة انعكاس الصوت عن قاع البحر وقد كانت هذه الفكرة ناجحة جدا. ويبين الشكل التالي مخططا لهذه العملية . يوضع في القسم المغمور من السفينة مصدر للذبذبات الصوتية . وتنتقل الموجات الصوتية خلال طبقة الماء حتى تصل إلى القاع فتنعكس هناك .ثم تقفل عائدة من حيث أتت وهى تحمل معها الصدى. ويلتقط الصدى بواسطة جهاز حساس موضوع عند بطن السفينة. وهناك ساعة دقيقة تقيس الفترة الزمنية بين نشوء الصوت وحدوث الصدى . وإذا عرفنا سرعة الصوت في الماء يسهل علينا حساب المسافة التي تفصلنا عن الحاجز الذي يعكس الصوت أي تعيين عمق البحر أو المحيط. وقد احدث جهاز قياس الأعماق بواسطة الصدى(مسبار الصدى) انقلابا حقيقيا في عمليات قياس أعماق البحار.فقد كان من الممكن استخدام الأجهزة القديمة لقياس الأعماق في حالة وقوف السفينة فقط, علاوة على الفترة الزمنية الطويلة , التي كانت تستغرقها العملية. كان شريط اليابس الملفوف على بكرة يغطس في الماء بسرعة بطيئة (150م/دقيقة) ويلف ثانية بنفس تلك السرعة تقريبا. وكانت عملية قياس عمق قدره 3 كم, بهذه الطريقة تتطلب 45 دقيقة. ولكن بمساعدة الجهاز الحديث (المسبار بالصدى) يمكن القيام بنفس العملية في عدة ثوان, أثناء حركة السفينة مع الحصول على نتائج أحسن وأدق بكثير. أن الخطأ في هذه الحالة لا يزيد على ربع متر (ويحدد الوقت اللازم؛ إلى درجة من الدقة تصل إلى 1/3000 من الثانية). فإذا كانت للقياس المضبوط للأعماق الكبيرة أهمية كبيرة بالنسبة لعلم جغرافيا المحيطات فإن إمكانية تحديد عمق المياه الضحلة بسرعة ودقة تمثل عونا حقيقيا لعملية الملاحة البحرية, حيث تجعلها مأمونة تماما. إذ انه بفضل جهاز المسبار بالصدى تستطيع السفينة الاقتراب من الساحل بسرعة واطمئنان. وفى الأجهزة الحديثة من هذا النوع لا تستخدم أصوات عادية بل أصوات كثيفة منخفضة جدا, لا تستطيع إذن الإنسان سماعها, يقدر ترددها بعدة ملايين من الذبذبات في الثانية الواحدة. وتستحدث هذه الأصوات بتذبذب صفيحة من الكوارتز (البيزوكوارتز) موضوعة في مجال كهربائي عالي التردد. أن جهاز المسبار بالصدى, من النوع الحديث اخترع لأول مرة في سنوات الحرب العالمية الأولى من قبل العالم الفيزيائي الفرنسي لانجيفين لغرض اكتشاف مواقع الغواصات الألمانية . المصدر:
|
الأصوات في صالة المسرح أن من تردد كثيرا على المسارح وقاعات الموسيقية, يتعرف جيدا أن هناك قاعات تسمع فيها الأصوات بنغم جيد, وأخرى تسمع فيها الأصوات بنغم رديء. وفى بعض تلك القاعات تسمع أصوات الغناء والموسيقى من مسافة بعيدة بوضوح, وفى البعض الأخر, لا تسمع الأصوات بوضوح حتى من مسافة قريبة. وفى الماضي القريب كان بناء المسرح الذي تعطى صالته أصوات جيدة, يعتبر من قبيل الصدف السعيدة, وقد وجدت في الوقت الحاضر وسائل خاصة للتخلص من الارتداد, الذي يفسد قابلية السمع. وسوف نشير هنا إلى شيء واحد فقط, هو أن وسائل التخلص من الصوت الرديء تتلخص في إنشاء سطوح تمتص الصوت الزائد. أن أحسن ممتص للصوت هو النافذة المفتوحة (كما يعتبر الثقب أحسن ممتص للضوء). حتى أن المتر المربع الواحد من النافذة المفتوحة يعتبر بمثابة وحدة لقياس امتصاص الصوت. أن المشاهدين الموجودين في صالة المسرح يمتصون الصوت جيدا _مع أن امتصاصهم للصوت يقل بمرتين عن امتصاص النافذة المفتوحة( أن كل مشاهد يعادل من هذه الناحية حوالي نصف متر مربع من النافذة المفتوحة. وإذا صحت ملاحظة احد علماء الفيزياء التي جاء فيها قوله( أن قاعة المحاضرات تمتص صوت المحاضر بالمعنى الحرفي لهذه الكلمة ). فلا يقل عن ذلك صحة قولنا بأن القاعة الخالية هي الأخرى غير مرضية بالنسبة للمحاضر بالمعنى الحرفي للكلمة أيضا وإذا كانت درجة امتصاص الصوت كبيرا جدا فإن هذا أيضا يسيء إلى قابلية السمع:أولا, أن امتصاص الصوت بدرجة كبيرة جدا يعمل على كتم الأخير, وثانيا يقلل الارتداد إلى درجة أن الأصوات . ولهذا فإذا توجب علينا التخلص من الارتداد الطويل فإن الارتداد القصير جدا غير مرغوب فيه أيضا.أن قيمة أحسن ارتداد بالنسبة لمختلف الصالات تكون غير متساوية ويجب تثبيتها عند تصميم كل صالة على حدة. ويوجد في المسرح شيء أخر طريف من وجهة نظر الفيزياء وهو كشك الملقن. هل لفت نظر القارئ الشكل الموحد لذلك الكشك في جميع المسارح؟ أن سبب توحد الشكل يعود إلى أن كشك الملقن, هو جهاز فيزيائي فريد في نوعه. أن عقد الكشك هو عبارة عن مرآة صوتية مقعرة لها وظيفة مزدوجة هي منع الموجات الصوتية المنطلقة من شفتي الملقن من الاتجاه نحو الجمهور وبالإضافة إلى ذلك عكس تلك الموجات باتجاه خشبة المسرح. المصدر:
|
المرايا الصوتية أن كلا من جدار الغابة والسياج الخشبي العالي والمبنى والجبل وبصورة عامة كل حاجز يعكس الصدى ما هو إلا عبارة عن مرآة صوتية: إذ انه يعكس الصوت تماما كما تعكس المرآة المستوية الضوء. ولا تكون المرايا الصوتية مستوية فقط بل تكون مقعرة أيضا.أن المرايا الصوتية المقعرة تعمل عمل العاكس حيث تركز (الأشعة الصوتية) في بؤرتها. ويمكننا القيام بتجربة ممتعة من هذا القبيل, إذا أحضرنا طبقين من أطباق الحساء. http://kenanaonline.com/photos/12341...jpg?1241939977 نضع احد الطبقين على المنضدة, ونتناول ساعة جيب, ونضعها في يدنا على بعد عدة سنتيمترات عن قعر الطبق ونمسك الطبق الثاني قريبا من أذننا, فإذا كان وضع الساعة والأذن والطبقين, صحيحا( يتم التوصل إلى ذلك بعد عدد من المحاولات), لسمعنا دقات الساعة, كما لو كانت تنبعث من الطبق القريب من الأذن بالضبط . وعندما نغمض عيننا يزداد تأثير ذلك الانطباع , حتى أننا لا نستطيع في هذه الحالة أن نميز تماما , بأية يد نمسك الساعة - باليمنى أم اليسرى. وكثيرا ما قام بناءوا القصور في القرون الوسطى بالعمل على خلق العجائب الصوتية, وذلك بوضع تمثال نصفى أما في بؤرة مرآة صوتية مقعرة , أو عند نهاية أنبوب تخاطب مخفي في الجدار بصورة فنية. ويبين الشكل التالي, المأخوذ من كتاب قديم صدر في القرن السادس عشر, تلك الأدوات المنجزة بحيلة ودهاء: سقف على هيئة عقد (قبة), يوجه إلى شفتي التمثال النصفي, الأصوات القادمة من الخارج عن طريق أنبوبة تخاطب, وهناك أنابيب تخاطب ضخمة, مثبتة بالطوب في البناية , تنقل الأصوات المختلفة من الفناء الخارجي إلى التماثيل المرمرية , المثبتة عن جدران إحدى قاعات القصر .. الخ. ويبدو لمن يزور مثل هذه الأماكن , كأن التماثيل المرمرية , تتهامس وتغنى ... وما شابه ذلك. http://kenanaonline.com/photos/12341...jpg?1241940022 المصدر:
|
الصوت بدلا من شريط القياس إذا عرفنا سرعة انتشار الصوت في الهواء يمكننا استخدامها بعد ذلك لقياس المسافة التي تفصلنا عن الأجسام التي لا نستطيع الوصول إليها.وقد وصف جول فيرن مثل هذه الحالة في روايته (رحلة إلى مركز الأرض). وخلال الرحلة في جوف الأرض, فقد اثنان من الرحالة بعضهما البعض وهما البروفيسور وابن أخيه. وأخيرا عندما تمكنا في النهاية من تبادل سماع الأصوات من مسافة بعيدة جرى بينهما الحديث التالي: صاح ابن أخ البروفيسور مناديا عمه: _أين أنت أيها العم؟! وبعد مدة قليلة سمع صوت البروفيسور: _انا هنا يا صغيري , ماذا بك؟ _أريد قبل كل شيء أن اعرف ما هي المسافة التي تفصلنا عن بعض؟ _ليس من الصعب معرفة ذلك. _هل بحوزتك كرونومتر؟ _نعم. _ ضعه إذن أمامك ثم انطق اسمي ولاحظ الوقت الذي تبدأ فيه الكلام بالضبط.وأنا بدوري سأعيد نطق الاسم حالما يصل إلى سمعي ويجب كذلك أن تلاحظ الوقت الذي تسمع فيه جوابي بالضبط. _حسنا . عندئذ سيكون نصف الوقت الذي يمضى بين السؤال والجواب بمثابة الوقت الذي يقطع في الصوت , المسافة الموجودة بيننا. هل أنت مستعد ؟ _نعم . _ انتبه ! سأنطق اسمك . ويستمر ابن الأخ في حديثه قائلا: وألصقت أذني بالحائط . وما أن سمعت كلمة (اكسل) اسم المتحدث _حتى رددتها في الحال ورحت لانتظر. واتاني صوت العم قائلا : _أربعون ثانية إذن وصلني الصوت خلال عشرين ثانية. ولما كان الصوت يقطع ثلث كيلومتر في الثانية الواحدة, تكون المسافة التي تفصلنا عن بعضنا مساوية لسبعة كيلومترات تقريبا (لقد ارتكب المؤلف هنا خطأ في الحساب وذلك لآن سرعة الصوت تزداد بزيادة كثافة الوسط الذي ينتقل فيه.مثلا سرعة الصوت في ماء البحر هي 1490م/ ثانية وتزداد كثيرا في المواد الصلبة). وإذا كان القارئ قد فهم جيدا كل ما جاء في الحديث السابق سيكون باستطاعته عندئذ حل المسألة التالية: إذا سمع احد الأشخاص صفير قطار من بعيد بعد ثانية ونصف من رؤية الدخان الأبيض الذي ينشأ عنه الصفير . فما هي المسافة الموجودة بينه وبين القطار؟ المصدر:
|
البحث عن الصدى يحدثنا الكاتب الأمريكي الساخر مارك توين في إحدى قصصه الهزلية , عن النكبات التي أصابت ذلك الرجل الذي اختار لنفسه هواية لا تخطر على بال إنسان ألا وهى جمع الصدى! وقد قام هذا الرجل الغريب الأطوار بشراء قطع الأرض التي كان يتردد فيها الصدى المضاعف أو أي صدى حقيقي غريب. ((وفى أول الأمر اشترى في ولاية جورجيا صدى يتردد أربع مرات وأخر ولاية ماريلاند يتردد ست مرات ثم اشترى في مدينة مينى صدى يتردد ثلاث عشرة مرة .وتمت الصفقة التالية في كنساس حيث اشترى صدى يتردد تسع مرات, ثم تلتها صفقة أخرى بشراء صدى يتردد اثنتي عشرة مرة , في تينيسى وكانت هذه الصفقة الأخيرة رخيصة لان الصدى كان بحاجة إلى ترميم بعد انهيار قسم الصخور. التي كانت تردد الصدى. وقد ظن أن بالإمكان ترميم الصدى بإتمام إقامة الصخور. ولكن المهندس المعماري الذي تولى الأمر لم يسبق له أن بني صدى. ولذا فقد أفسده في نهاية الأمر إذ أصبح بعد التعمير لا يصلح إلا أن يكون مأوى للصم والبكم...)) أن هذا النوع من الهزل طبعا. ولكن توجد في الحقيقة أنواع مدهشة من الصدى المضاعف في مختلف بقاع الأرض وعلى الأغلب في المناطق الجبلية وقد اشتهرت بعض هذه المناطق على نطاق عالمي منذ قديم الزمان. وفيما يلي نذكر بعض الأصداء المشهورة.أن الصدى في قصر دووستوك في انجلترا يردد 17 مقطعا صوتيا بوضوح. وردد الصدى في إطلال قصر ديرين برج في ضواحي مدينة جالبيرشتاد بألمانيا 27 مقطعا صوتيا قبل أن يتهدم احد جدرانه بتأثير القنابل . وهناك مكان معين في الدارة الصخرية بالقرب من مدينة اديرسباخ في تشيكوسلوفاكيا يردد فيه الصدى 7 مقاطع لثلاث مرات على التوالي ولكن على بعد عدة خطوات من ذلك المكان لا يسمع أي صدى حتى لأزيز طلقة البندقية. وقد كان اكبر صدى مضاعف يحدث في احد القصور القريبة من مدينة ميلان(غير موجود الآن).إذ كان يردد أزيز الرصاصة المنطلقة من إحدى نوافذ القصر, عددا من المرات يتراوح بين 40_50 مرة ويردد الكلمة المنطوقة بصوت عال,30 مرة. وليس من السهل العثور على المكان الذي يسمع فيه الصدى بوضوح, ولو مرة واحدة, غير أن البحث عن مثل هذا المكان لا يتطلب جهدا كثيرا نوعا ما. ويوجد كثير من السهول المحاطة بالغابات, وكثير من المروج في الغابات حيث يمكننا أن نصيح بصوت عال لنسمع الصدى الذي تردده الغابة, بدرجة معينة من الوضوح. ويكون الصدى في الجبال أكثر تنوعا مما هو عليه في السهول ولكن حدوثه في الجبال اقل كثيرا من حدوثه في السهول. وسماع الصدى في الجبال أصعب من سماعه في السهل المحاط بغابة. والآن سنشرح سبب ذلك.أن الصدى ما هو إلا عبارة عن ارتداد الموجات الصوتية المنعكسة عن احد الحواجز. وكما في حالة انعكاس الضوء فإن زاوية سقوط (الشعاع الصوتي) تساوى زاوية انعكاسه (أن الشعاع الصوتي, هو الاتجاه الذي تسلكه الموجات الصوتية). الآن, تصور انك تقف عند سفح احد الجبال, وأن الحاجز الذي يجب أن يعكس الصوت يقع أعلى من المكان الذي تقف عليه مثلا في أ ب . وتدرك بسهولة . أن الموجات الصوتية التي تنتشر باتجاهات الخطوط ج أ/ , ج ب / , ج ج / , سوف لا تنعكس واصلة إلى أذنك , بل تنعكس متشتتة في الفضاء باتجاهات الخطوط أ/أ/ , ب/ب/ , ج/ ج/ . وسوف يختلف الأمر , لو وقفت في مكان يقع في مستوى الحاجز أو حتى أعلى منه بقليل (شكل 150) .أن الصوت المتجه إلى الأسفل باتجاه الخطوط ج أ و ج ب , سوف يعود واصلا إلى أذنك باتجاه الخطين المنكسرين ج أأ ج أو ج ب ب ج , بعد أن ينعكس عن الأرض مرة واحدة أو مرتين .أن الوادي الموجود بين النقطتين سوف يساعد على وضوح الصدى لأنه يعمل عندئذ عمل المرآة المقعرة. ويحدث العكس إذا كانت الأرض الموجودة بين النقطتين ,محدبة, إذ يصل الصوت إلى الأذن بصورة ضعيفة أو لا يصلها البتة . أن مثل هذه الأرض المحدبة تشتت (أشعة) الصوت,كما تشتت المرآة المحدبة أشعة الضوء. أن البحث عن الصدى في المناطق الوعرة يتطلب حذاقة معينة .حتى عند العثور علي المكان الملائم يجب بعد ذلك أن نعرف كيف نحدث الصدى . ومن الضروري قبل كل شيء عدم الوقوف على مقربة تامة من الحاجز إذ يجب أن يقطع الصوت مسافة طويلة كافية وإلا رجع الصدى مبكرا واندمج بالصوت نفسه. وإذا علمنا بأن الصوت يقطع 340 م في الثانية يمكننا بسهولة أن نفهم بأننا عندما نقف على بعد 85 م من الحاجز يجب أن نسمع الصدى بعد نصف ثانية من حدوث الصوت بالضبط. أن الصدى لا يستجيب لكافة الأصوات بصورة متساوية فكلما زادت حدة الصوت كلما زاد وضوح الصدى.وأحسن طريقة لإحداث الصدى وهى التصفيق باليدين . وصوت الإنسان اقل ملائمة لهذا الغرض خاصة صوت الرجل.والأصوات الرفيعة لدى النساء والأطفال تحدث صدى أكثر وضوحا. المصدر:
|
من أي اتجاه أتى القارب؟ تصور أن قارب تجديف معين يطفو على سطح بحيرة، بحيث يمثل أ اتجاه وسرعة حركة القارب. وهناك قارب شراعي يسير باتجاه يقطع اتجاه قارب التجديف، ويمثل السهم ب اتجاه وسرعة القارب الشراعي ز فإذا سئل القارئ من آية جهة أتى القارب الشراعي، لإشارة في الحال إلى النقطة م ، الواقعة على الشاطئ . وإذا سئل راكب القارب الشراعي، نفس السؤال لإشارة إلى نقطة أخرى تماما . فلماذا؟ إن السبب في ذلك، هو أن الراكب لا يرى أن القارب يشكل عند سيره زاوية قائمة، مع الممر المقرر أن يسلكه. إن الراكب لا يشعر طبعا بحركته الذاتية : إذ يبدو له أنه واقف في مكانه بينما تتحرك الأشياء المحيطة به بنفس سرعة حركته الذاتية ولكن في الاتجاه المعاكس لذلك ، يبدو له أن القارب الشراعي لا يتحرك في اتجاه السهم ب فقط ، بل كذلك في اتجاه الخط المنقط أ، عكس حركة قارب التجديف . إن هاتين الحركتين - الحقيقية والظاهرة - تجمعان حسب قاعدة متوازي الأضلاع . ونتيجة لذلك، يبدو لراكب قارب التجديف، وكأن القارب الشراعي يتحرك على القطر المتوازي الأضلاع، المرسوم من المستقيمين أ، ب. ولهذا السبب أيضًا ، يبدو للراكب أن القارب الشراعي لم يبدأ مسيره من النقطة م ، الواقعة على الشاطئ ، لكنه بدأ المسير من نقطة أخرى، هي النقطة ن ، الواقعة بعيدًا إلى الأمام، باتجاه حركة القارب الشراعي. وعند دوراننا مع الأرض حول مدارها, ورؤيتنا لضياء الكواكب، فإننا نحدد مصدر الضياء بصورة غير صحيحة أيضًا، كما يحدد راكب قارب التجديف، النقطة التي اتجه منها القارب الشراعي. ولذلك تبدو لنا الكواكب وكأنها قد أزيحت قليلا إلى الأمام ، باتجاه حركة الأرض المدارية، وبالطبع فإن السرعة دوران الأرض ، ذات قيمة مهملة ، بالمقارنة مع سرعة الضوء ( أقل من سرعة الضوء بعشرة آلاف مرة )؛ لذلك تكون الإزاحة الظاهرة للكواكب قليلة جدا . لكننا نستطيع تحديدها بواسطة الأجهزة الفلكية. وتسمى هذه الظاهرة بزيغان الضوء. وإذا كان القارئ مهتمًا بمثل هذه المسائل فليحاول الإجابة على السؤالين التاليين، المتعلقين بمسألة القارب:
المصدر:
|
مسألة وليست نكتة لنبحث الآن مسألة هل يوجد في القطار الذاهب من لينينغراد إلى موسكو مثلا ، نقاط . تتحرك عكسيا بالنسبة للسكة الحديدية ، أي من موسكو إلى لينينغراد؟ يظهر ان مثل هذه النقاط موجودة دائما ، على كل عجلة من عجلات القطار ولكن أين تقع هذه النقاط ؟ من البديهي أن لعجلة القطار حتارا بارزا (شفة الإطار الخارجي)، والظاهر أن النقاط السفلى لهذا الحتار البارز ، لا تتحرك بنفس اتجاه حركة القطار بل بعكسها تماما. ويمكن التأكد من ذلك ، بإجراء التجربة التالية: الصق بواسطة الشمع عود ثقاب بقرص صغير ، مثلا، بقطعة نقدية أو بزر من أزرار الملابس ، بحيث ينطبق العود على نصف قطر القرص ، ويبرز عن حافته كثيرا والآن إذا جعلنا القرص يرتكز على حافة مسطرة ، في النقطة ج، وبدأنا بدحرجة القرص من اليمين إلى اليسار ، نرى أن نقاط القسم البارز من العود ، وهى و،ه، د لا تتحرك إلى الأمام ، بل إلى الوراء . وكلما كانت النقطة بعيدة عن حافة القرص ، كلما كانت حركتها إلى الوراء أوضح ، عند دحرجة القرص ( تتحول نقطة د إلى د/ ). أن نقاط الحتار البارز لعجلة القطار ، تتحرك مثلما يتحرك القسم البارز من عود الثقاب في تجربتنا هذه . إذن ، سوف لا يثير دهشتكم الآن ، احتواء القطار على نقاط تتحرك عكس حركته. وفى الحقيقة ، أن هذه الحركة لا نستغرق سوى جزءا مهملا من الثانية , ولكن على أي حال فأن الحركة المعاكسة لسير القطار ، موجودة ، على الرغم من تصوراتنا العادية. المصدر:
|
لغز عجلة العربة الصق قطعة ورق ملون على جانب إطار عجلة العربة (أو عجلة الدراجة الهوائية)، وتتبع ما يحدث لها عندما تدور العجلة. سترى ظاهرة غريبة: تتميز الورقة الملونة بوضوح عند وقوعها في القسم السفلى من الإطار الدوار. أما عند وقوعها في القسم العلوي منه فإنها تمر بسرعة كبيرة، حتى لا تكاد العين تميزها. ويظهر من ذلك، كأن القسم العلوي من العجلة يتحرك أسرع من القسم السفلى . ويمكن ملاحظة نفس الظاهرة، إذا قارنا بين البرامق السفلى والبرامق العليا لعجلة دوارة في عربة ما . وسنرى البرامق العليا. وكأنها مندمجة في جسم واحد متماسك. أما البرامق السفلى فتبدو بصورة منفردة. لقد تكرر حدوث نفس الشيء بالذات , كما لو أن القسم العلوي من العجلة يتحرج أسرع من القسم السفلى. أين يكمن إذن لغز هذه الظاهرة الغريبة ؟ أن المسافة بسيطة وليس هناك أي لغز. إذ أن القسم العلوي من العجلة الدوارة ، يتحرك في الحقيقة، أسرع من القسم السفلى. أن هذه الحقيقة تبدو للوهلة الأولى مستحبة ولكننا نقتنع بها بعد نقاش بسيط. أن كل نقطة من نقاط العجلة الدوارة، تقوم بحركتين في وقت واحد: تدور حول المحور، وفى نفس الوقت تتحرك إلى الأمام مع ذلك المحور. أن ما يحدث للعجلة هنا، شبيه بما يحدث للأرض فعند جمع الحركتين، تختلف النتيجة في القسم العلوي للعجلة، عما هي عليه في القسم السفلي، ففي أعلى العجلة الدوارة، تضاف حركة الدوران إلى الحركة الانتقالية ، وذلك لأنهما فى اتجاه واحد، أما في أسفل العجلة الدوارة ، فتكون حركة الدوران ، عكس الحركة الانتقالية. لذا، فأنها تطرح من الأخيرة . ومن هنا يتضح سبب تحرك القسم العلوي للعجلة ، أسرع من القسم السفلى ، بالنسبة للمراقب الذي لا يتحرك. ويتم إدراك هذه الحقيقة بسهولة، وذلك بتجربة بسيطة يمكن إجراؤها في الوقت المناسب. اغرز عصا في الأرض ، بالقرب من عجلة ، بحيث تنتصب العصا مقابل المحور ، ثم خذ قطعة من الطباشير أو الفحم وضع علامتين في أعلى وأسفل قسمين من أقسام إطار العجلة؛ بحيث تكونان مقابل العصا تماما ، والآن ، دحرج العجلة قليلا إلى اليمين بحيث يبتعد محورها عن العصا ، بمسافة تتراوح بين 20،30 سم ولاحظ كيف تغير وضع العلامتين . يتضح أن العلامة العليا أ ، قد قطعت مسافة أكبر ، مما قطعته العلامة السفلى ب ، التي لم تكد تبتعد عن العصا إلا قليلا. أبطأ قسم في العجلة وهكذا، فان كافة نقاط العجلة الدوارة، لا تتحرك بسرعة واحدة. إذن فأي قسم من أقسام العجلة الدوارة ، يتحرك أبطأ من بقية الأقسام ؟ ليس من الصعب، أن نتصور، أن أبطأ النقاط حركة، هي نقاط العجلة، التي تكون في لحظة معينة، ملامسة للأرض. وبكلمة أدق، تكون تلك النقاط عند ملامستها للأرض، ساكنة تماما. أن كل ما ذكرناه سابقاً، ينطبق على العجلة المتدحرجة ولا ينطبق على العجلة التي تدور على محور ثابت. مثلا، في العجلة الحذافة ، تتحرك النقاط العليا والسفلى للإطار بسرعة واحدة. المصدر:
|
متى ندور حول الشمس أسرع نهارا أم ليلا؟ ظهر على صفحات الجرائد الباريسية ،في يوم ما ، إعلان يعرض على كل قارئ طريقة للقيام برحلة رخيصة ومريحة ، لا تكلفه أكثر من 25 سنتيما (أي ربع فرنك) . وقد صدق بعض المغفلين، ذلك الإعلان، وحولوا المبلغ المطلوب. وبعد ذلك استلم كل منهم رسالة جوابية جاء فيها :( سيدي ، يرجى أن تبقى هادئا في سريرك ، وتذكر أن الأرض تدور ، فعند خط العرض 49 _ الذي تقع عليه باريس _ تقطع سيادتك في اليوم الواحد ، أكثر من 25000كم. وإذا كنت من عشاق المناظر الجميلة أزح ستائر النافذة، وأفتتن بالسماء المرصعة بالنجوم ). الشكل التالي يوضح أنه عند وجودنا على النصف المعتم من الكرة الأرضية، تكون حركتنا حول الشمس، أسرع مما هى عليه عند وجودنا على النصف المضاء. وعندما قدم المتهم بتدبير هذه الحيلة إلى المحكمة ، وسمع الحكم الصادر بحقه ، ودفع. الغرامة المستحقة عليه ؛ وقف وقفة مسرحية وراح يردد كالمنتصر ، الجملة الشهيرة التي هتف بها غاليليو: ومع ذلك، فان الأرض تدور! لقد كان المتهم محقا، كما هو معروف، لآن كل من يقطن الكرة الأرضية، لا (يتجول) بالدوران فحسب، بل تنقله الأرض بسرعة اكبر عند دورانها حول الشمس.أن الأرض مع كافة قاطنيها ، تقطع في كل ثانية مسافة 30 كم في الفراغ وهى في نفس الوقت تدور حول محورها . ويمكن بهذا الصدد، طرح السؤال الطريف التالي: متى ندور حول الشمس أسرع_نهارا أم ليلا؟ انه سؤال محير: فدائما يكون في احد نصفى الكرة الأرضية، نهارا ، وفى النصف الأخر ليلا فأي معنى لهذا السؤال ؟ لا معنى له في الظاهر. ولكن الأمر ليس كذلك . فنحن لا نسأل متى تتحرك الأرض برمتها حركة أسرع، ولكن السؤال هي متى نتحرك نحن الذين نعيش على سطحها، حركة أسرع وسط الكواكب. وهذا السؤال ليس بدونه معنى بتاتا. أننا في المنظومة الشمسية، نقوم بحركتين: ندور حول الشمس وفى نفس الوقت ندور حول محور الأرض. وكلتا الحركتين تجمعان، إلا أن النتيجة تختلف، تبعا لنصف الكرة الأرضية، الذي نقع عليه، هل هو النصف المظلم أم هو النصف المضاء بنور الشمس. أن سرعة الدوران تضاف إلى السرعة الانتقالية للأرض عند منتصف الليل ، أما عند منتصف النهار فعلى العكس ، تطرح سرعة الدوران من السرعة الانتقالية ، وهذا يعنى أننا في المنظومة الشمسية نتحرك عند منتصف الليل ، أسرع مما نتحرك عند منتصف النهار . وبما أن نقاط خط الاستواء تقطع في الثانية الواحدة، حوالي نصف كيلومتر ، فان الفرق بين السرعة عند منتصف النهار والسرعة عند منتصف الليل، يصل في منطقة خط الاستواء إلى كيلومتر واحد في الثانية. المصدر:
|
آلة تصوير الحركة البطيئة
حينما كتب ويلز قصته "أحدث معجل"، لم يكن يفكر في الأغلب في أن شيئاً من هذا القبيل سيتحقق يوماً ما بالفعل. ولكنه على كل حال، عاش إلى أن استطاع أن يرى بأم عينيه – على الشاشة البيضاء فقط – تلك الصور لتي ابتكرتها مخيلته في وقت ما. أن ما يسمى "آلة تصوير الحركة البطيئة " ترينا على لشاشة البيضاء، بحركة بطيئة، ظواهر عديدة، تحدث عادة بسرعة كبيرة. أن "آلة تصوير الحركة البطيئة " هي عبارة عن آلة تصوير سينمائية، تلتقط في الثانية الواحدة عدداً من الصور يزيد كثيراً عن عدد ما تلتقطه آلات التصوير السينمائية العادية، البالغ 24 صورة. وعندما نصور إحدى الظواهر بهذه الطريقة، ونعرض الفيلم على الشاشة البيضاء بسرعة عادية (24 صورة في الثانية)، نرى أن الظاهرة تستغرق وقتاً أكبر من وقتها الطبيعي بكثير. وربما يكون القارئ قد شاهد على الشاشة البيضاء، بعض القفزات التي تحدث بسلاسة غير طبيعية، وغير ذلك من الظواهر البطيئة. ويكن بمساعدة آلات تصوير أكثر تعقيداً، الحصول على حركات أبطأ بكثير، تذكرنا تقريباً، بما جاء في قصة ويلز. المصدر:
|
إن العداء الجيد بقطع مسافة قدرها 1.5 كم، في 3 دقائق و50 ثانية ( الرقم القياسي العالمي لعام 1985 هو 3 دقائق و 36.8 ثانية ). وللمقارنة مع السرعة العادية للمشاة – 1.5 م في الثانية- يجب القيام بعملية حسابية صغيرة . عندئذ يظهر أن العداء بقطع في الثانية الواحدة 7 أمتار . وبالمناسبة، فان هذه السرع غير ثابتة : إذ يستطيع الإنسان أن يسير طويلا لعدة ساعات كاملة ، وإن يقطع في الساعة الواحدة 5 كم. أما العداء، فيستطيع المحافظة على سرعته الكبيرة لمدة قصيرة فقط. إن وحدة المشاة العسكرية ، تنتقل بخطوات سريعة ، أبطأ بثلاث مرات من سرعة العداء، إذ تقطع في الثانية الواحدة 2 م، أو ما يزيد على 7 كم في الساعة الواحدة ، ولكنها تمتاز عن العداء، بقابليتها لقطع مسافات أكبر كثيرا. ومن الممتع، مقارنة الخطوة العادية للإنسان ، بسرعة بعض الحيوانات البطيئة – التي يضرب بها المثل- كالقوقعة والسلحفاة. وقد أكدت القوقعة تماما، صحة ما يقوله عنها المثل : فهي تقطع 1.5 مم في الثانية ، أو 5.4 في الساعة- أقل من الإنسان بألف مرة تماما . ولا يستطيع الحيوان الآخر، النموذجي في البطء ، وهو السلحفاة ، إن يجرى بسرعة تزيد عن 70 م في الساعة. والإنسان الحثيث الخطى ، بالنسبة للقوقعة والسلحفاة، يبدو في عالم آخر، إذا قارنا حركته، حتى ببعض الحركات غير السريعة جدا ، الموجود في الطبيعة المحيطة بنا . وهو ، والحق يقال، يسبق مجرى الماء في أكثر الأنهار الجارية في السهول بسهولة ، ولا يتأخر كثيرا عن الرياح المعتدلة . ولكن الإنسان يستطيع بنجاح مسابقة الذبابة ، التي تطير بسرعة 5 م الثانية ، ما لم يكن يتزلج على الثلج . وليس في استطاعة الإنسان أن يسبق الأرنب أو كلب الصيد، حتى لو كان على ظهر حصان سريع . ويستطيع مسابقة النسر ، بركوبه طائرة فقط. إن المكنات التي اخترعها الإنسان، جعلت منه أسرع مخلوق على وجه الأرض . وقد تم في الاتحاد السوفييتي، صنع سفن ركاب ذات أجنحة تحت سطح الماء ، تتراوح سرعتها بين 60 و 70 كم / ساعة. ويستطيع الإنسان أن يتحرك على الأرض، أسرع مما يتحرك على الماء. وفي الاتحاد السوفييتي ، تبلغ سرعة قطارات الركاب، على كثير من خطوط السكك الحديدية 140كم / ساعة . وتصل سرعة سيارة الركاب (( تشابكا )) ، التي تحتوى على سبعة مقاعد، إلى 160 كم / ساعة أما سرعة الطيران الحديث، فقد فاقت كافة السرع المذكورة كثيرا. وفي الاتحاد السوفييتي، وكذلك في عدد من الدول الأخرى ، تعمل على الخطوط الجوية المدنية ، طائرات ركاب سوفييتية نفاثة كثيرة المقاعد ، من طراز تو – 104 وتو -114 وال -18 وال -62 وغيرها . ويتراوح معدل سرعة طيرانها بين 800- 1000 كم / ساعة . ومنذ وقت غير بعيد ، وضع المصممون أمامهم ، مسألة اختراق (( الحاجز الصوتي)) والانطلاق بسرعة يزيد على سرعة الصوت (330 م/ ثانية ، إي 1200 كم / ساعة ) . وقد تم في الوقت الحاضر حل هذه المسألة . أن سرعة الطائرات الحربية – لا المقاتلة فحسب ، بل وقاذفات القنابل أيضا – تفوق سرعة الصوت بثلاث أو أربع مرات. وقد تم في الاتحاد السوفييتي صنع طائرات ركاب ، تفوق سرعتها سرعة الصوت ويمكن أن تصل سرعة الأجهزة التي اخترعها الإنسان، إلى أكثر مما ذكرناه . لقد أطلق القمر الصناعي السوفييتي الأول ، بسرعة ابتدائية بلغت حوالي 8 كم / ثانية . وسرعان ما زادت سرعة الصواريخ الفضائية السوفييتية ، المسماة بالسرعة الكونية الثانية ، فبلغت فوق سطح الأرض 11.2 كم / ثانية ، الأمر الذي مكنها من الوصول إلى القمر ، ومن ثم إلى الزهرة والمريخ. Normal 0 false false false EN-US X-NONE AR-SA MicrosoftInternetExplorer4 ونقدم فيما يلي جدولاً للسرع المختلفة لكي يطلع عليه القارئ: هل يمكننا الطيران من مدينة فلاديفستوك في الساعة الثامنة صباحا ، والوصول إلى مدينة موسكو في الساعة الثامنة من صباح نفس اليوم ؟ ليس هذا السؤال عديم المعنى بتاتا. نعم ، يمكننا ذلك . ولكي نفهم هذا الجواب ، يجب فقط إن نتذكر أن الفرق بين توقيت مدينتي فلاديفيتوك وموسكو ، يبلغ تسع ساعات. فإذا استطاعت الطائرة قطع المسافة بين فلاديفستوك وموسكو في ذلك الزمن ، لوصلت موسكو في نفس الساعة التي أقلعت فيها من فلاديفستوك. وتبلغ المسافة بين فلاديفستوك وموسكو ، حوالي 9000 كم . وهذا يعنى إن سرعة الطائرة يجب أن تساوى9000 / 9 = 1000 كم / ساعة . وفي الظروف الراهنة ، يمكننا بسهولة الوصول إلى مثل هذه السرعة. ولكي (( نسبق الشمس )) ( أو الأرض بالاحرى) ، عند خطوط العرض القطبية ، نحتاج إلى سرعة قليلة جدا . فعند خط العرض 77 ( فوق المنطقة المسماة نوفايا زيمليا )، تقطع الطائرة التي تبلغ سرعتها حوالي 450 كم / ساعة ، نفس المسافة التي تقطعها نقطة معينة فوق سطح الأرض ، أثناء دوران الأرض حول محورها ، في نفس الفترة من الزمن . وبالنسبة لراكب مثل هذه الطائرة ، تكون الشمس واقفة ، وتبقى معلقة في السماء بلا حراك ، دون تميل إلى المغيب ( وعند ذلك ، بالطبع ، يجب أن تتحرك الطائرة في الاتجاه الملائم ). والأسهل من ذلك، أن (( نسبق القمر )) في دورانه الذاتي حول الأرض. أن سرعة دوران القمر حول الأرض ، أبطأ بتسع وعشرين مرة من سرعة دوران الأرض حول محورها ( تتم المقارنة ، بالطبع ، بتلك السرع التي تسمى بالسرع (( الزاوية )) وليس بالسرع الخطية ) . ولهذا السبب، تستطيع الباخرة التي تتراوح سرعتها بين 25 و 30 كم / ساعة ، إن (( تسبق القمر )) عند خطوط العرض المتوسطة. وقد ذكر مارك توين هذه الظاهرة ، في مقالاته المعنونة (( بلهاء في الخارج )) أثناء رحلة عبر المحيط الاطلسى ، من مدينة نيويورك إلى الجزر الخالدة (( كان الجو صيفيا رائعا ، وكان الليل أجمل من النهار. لاحظنا ظاهرة غريبة ، هي ظهور القمر في نفس النقطة من السماء ، وفي نفس الوقت من كل مساء. وفي بداية الأمر، بقى تصرف القمر بهذا الشكل الغريب، لغزا محيرا بالنسبة لنا، ولكننا أدركنا السبب فيما بعد : لقد كننا نوفر كل يوم عشرين دقيقة من الوقت، لأننا كنا نسير بسرعة نحو الشرق ، إي ربحنا من الوقت في كل يوم، ما يكفينا للحاق بالقمر )). أن جزءا من ألف من الثانية ، لا يعنى أي يعنى شيء ، بالنسبة للأنساب الذي اعتاد على قياس الزمن بمقاييسه المألوفة. أن مثل هذه الفترات الزمنية، أخذت تصادفنا في حياتنا العملية ، منذ وقت قريب فقط. وعندما عين الاقدمون الوقت، تبعا لارتفاع الشمس أو لطول الظل، لم يكن هناك مجال للحديث عن الدقة ، حتى لحد الدقيقة. فقد اعتبر الناس الدقيقة ، زمنا من الضآلة بمكان ، بحيث تنتفي الحاجة إلى قياسه. لقد عاش الاقدمون حياة متوانية ، بحيث لم تحتو ساعاتهم – الشمسية والمائية والرملية – على تقاسيم خاصة بالدقائق. أما عقرب الدقائق ، فقد ظهر على الساعة لأول مرة ، في مطلع القرن الثامن عشر. كما ظهر عقرب الثواني في مطلع التاسع عشر. ما الذي يمكننا إن نفعله في جزء من ألف من الثانية؟ أشياء كثيرة! فالقطار، يستطيع خلال هذه الفترة الزمنية ، أن يقطع مسافة لا تزيد في الحقيقة على ثلاثة سنتمترات فقط، ويقطع الصوت مسافة قدرها 33 سم ؛ وتقطع الطائرة مسافة تقدر بنصف متر تقريبا؛ وتقطع الأرض أثناء دورانها حول الشمس ، مسافة قدرها 30 م؛ أما الضوء فيقطع مسافة تبلغ 300 كم. ولو كان باستطاعة الحشرات المحيطة بنا، أن تناقش الأمور، لكان من المحتمل إلا تعتبر هذا الجزء من الألف من الثانية ، زمنا لا قيمة له. إذ قيمته ملموسة تماما لدى الحشرات. إن البعوضة تخفق بجناحيها ، ما يتراوح بين 500 و 600 مرة في الثانية ؛ وهذا يعنى أن البعوضة تستطيع في فترة جزء من ألف من الثانية ، أن ترفع جناحها أو يخفضهما . أما الإنسان ، فلا يستطيع تحريك أعضائه ، بمثل هذه السرعة ، كما تفعل البعوضة . أن أسرع حركة لدينا ، هي طرفة العين (( غمزة العين )) أو (( اللحظة ))، في مفهومها الأساسي. وهي بسرعة كبيرة، بحيث لا نشعر معها، حتى بانقطاع الرؤيا، الوقتي. ولكن البعض يعرف أن هذه الحركة – التي تعنى سرعة لا يمكن التعبير عنها – تحدث بصورة بطيئة نوعا ما، إذا ما قيست بأجزاء من ألف من الثانية فقد سجلت المقاييس الحساسة، أن (( طرفة العين )) بأكملها، تستغرق في المعدل 2/5 ثانية ، أي 400 جزء من ألف من الثانية. وتتم هذه العملية على عدة مراحل كما يلي : أولا: أطباق الجفنين ، ويأخذ من الوقت ما يتراوح بين 75 و90 جزءا من ألف من الثانية. ثانيا: سكون الجفن المطبق وعدم تحركه ، ويستغرق ما يتراوح بيم 130 و 170 جزءا من ألف من الثانية. ثالثا: فتح الجفنين ، ويستغرق حوالي 170 جزءا من ألف من الثانية . وكما نرى ، فان ( طرفة العين )) الواحدة ، بالمعنى الحرفي لهذه الكلمة ، هي فترة زمنية كبيرة نوعا ما ، حتى أن جفن العين يستطيع خلالها الراحة قليلا. ولو استطعنا أن نتخيل الصور المستقلة لما يحدث خلال من ألف من الثانية ، لرأبنا (( في طرفة العين الواحدة )) حركتين سلستين لجفن العين ، تفصلهما فترة فترة استراحة. ولو كان جهازنا العصبي مركبا بهذا الشكل ، لرأينا العالم المحيط بنا متغيراً كل التغير . وقد قام الكاتب الانكليزى ، ويلز بوصف تلك الصور الغريبة ، التي كنا سنراها عندئذ بأعيننا ، وذلك في قصته "أحدث معجْل". لقد تناول أبطال القصة دواء وهمياً، يؤثر على لجهاز لعصبي، بحيث يجعل أعضاء الحس سريعة التأثر بسلسلة الظواهر السريعة الحدوث. وهذه عدة أمثلة من القصة: - هل رأيت حتى الآن ستارة معلقة على النافذة بهذا الشكل؟ نظرت إلى الستارة، فوجدت إنها جامدة، وكانت زاويتها التي انثنت بتأثير الريح، ثابتة في وضعها الأخير. قفلت له - لم أر مثل ذلك ابداً، يا للغرابة؟! - وهل رأيت مثل هذا؟ قال ذلك وبسط راحة يده التي تحمل القدح. وتوقعت أن يتحطم القدح، ولكنه حتى لم يتزحزح، إذ تعلق في الهواء للا حراك. وقال جيبيرن مواصلاً الحديث: - انك تعلم بالطبع أن الجسم الساقط، يقطع في الثانية الأولى مسافة 5 م. والآن يقطع القدح الأمتار الخمسة هذه في حين لم يمضي حتى الآن جزء من مائة من الثانية. وبإمكانك الآن تقدير قوة "معجلي" ثم هبط القدح ببطء، وتلمسه جيبيرن، من كافة جوانبه. ونظرت من النافذة، فرأيت راكب دراجة عادية، جامدا في محله، وخلفه غبار كثيف جامد، وهو يحاول اللحاق بعربة خيول صغيرة، جامدة في محلها أيضاً. ولفتت انتباهنا حافلة لنقل الركاب، وهى جامدة تماماً كالصخرة. وكانت إطارات العجلات وقوائم الخيول، وطرف السوط، والفك السفلي للحوذي (الذي بدأ تواً بالتثاؤب). - كلها تتحرك ولو بصورة بطيئة. أما بقية محتويات تلك الحافلة فقد جمدت تماماً. وكان الركاب الجالسون بداخلها، أشبة بالتماثيل. وقد جمد أحد الأشخاص بالضبط في تلك اللحظة، التي بذل فيها قوة خارقة للعادة، لكي يطوي جريدته بوجه الريح. ولكن لم يكن للريح وجود بالنسبة لنا. أن كل ما قلته وفكرت فيه وفعلته، منذ اللحظة التي تغلغل فيها "المعجل" في جسمي، لم يكن إلا طرفة عين بالنسبة لبقية البشر كافة، وللكون يا جمعة". وربما سيكون من الممتع بالنسبة للقراء، إن يطلعوا على أقل فترة زمنية يمكن قياسها بأحدث الأجهزة العلمية! لقد بلغت هذه الفترة الزمنية، في مطلع القرن العشرين، جزءاً من عشرة الآلاف من الثانية، أما الآن فيستطيع الفيزيائي في مختبره، أن يقيس زمناً يساوي جزءاً من مائة مليار (1 / 100000000000) من الثانية. أن هذه الفترة الزمنية تقل عن الثانية الواحدة، بنفس المقدار الذي تقل فيه الثانية الواحدة عن 3000 سنة. ملاحظة: فيما يتعلق بذلك يجب أن نأخذ بالاعتبار، أن لجسم الساقط لا يقطع في أول جزء من مائة من الثانية الأولى، مسافة تساوي جزءاً من مائة من الخمسة أمتار، انما يقطع جزءاً من عشرة آلاف جزء منها (بموجب الصيغة م = 1 / 2 ك ن2)، أي نصف مليمتر، ويقطع في أول جزء من ألف من الثانية، مسافة 1 / 200 مم فقط). المصدر:
|
سلمت الايادي بي هابي
على روعة الادراج سلمت لنا بروعتك تحيات لك |
تسلم ايدك دوم التميز تقبلي مرووري روح الياسمين |
موضوع جميل واختيار موفق سلمــــــــــــت يداكــــــــــــــــــــ تحياتيsha@ |
موضوع رائع بارك الله بك شكرااااااااااااااا علما انه لا يوجد صور |
تميزززز بلا حدود سلمتي هابي لي عوووده للتروي به |
| الساعة الآن 01:57 AM. |
Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2025, Jelsoft Enterprises Ltd. منتديات المُنى والأرب
جميع المشاركات المكتوبة تعبّر عن وجهة نظر كاتبها ... ولا تعبّر عن وجهة نظر إدارة المنتدى |