إذا توقفت عند نقطة تقاطع قضبان القطارات بينما يُصدر قطار صوت صافرته المرتفعة، فلماذا يتغيَّر تردُّد الصافرة؟ وهل يتغيَّر من تردُّد مرتفع إلى آخر منخفض، أم العكس؟

الجواب: إن حركة مصدر الصوت نسبةً إلى المتلقي أنت أو أي كاشف آخر للصوت) تغير تردُّد الصوت، وهو تأثير يُعرف باسم «إزاحة دوبلر». السبب الرئيسي للإزاحة هو أن الصوت عبارة عن موجة؛ فإذا كان مصدر الصوت ثابتًا بالنسبة إليك، فستكون الأطوار المرتفعة الضغط للموجة التي تمرُّ أمام أُذنيك بنفس المعدل (التردُّد) الذي تُنتَج به من المصدر ومِن ثَمَّ، ما تسمعه هو نفس التردُّد الذي يُنتجه المصدر دون أي إزاحة (تغيير). ولكن إذا تحرك مصدر الصوت نحوك، إذن فهو يُلاحق الموجات التي يُصدرها في اتجاهك. ومِن ثَمَّ يُصبح المعدَّل الذي تَعبُرك به الأطوار المرتفعة الضغط للموجة أكبر مما يُنتجه المصدر، وهكذا ستسمع تردُّدًا أعلى. أما إذا تحرّك مصدر الصوت بعيدًا عنك . يصير التأثير معكوسًا تمامًا؛ إذ ستسمع تردُّدًا أقل من الذي يتم إنتاجه. ونتيجة لذلك، يعني تحرُّك مصدر الصوت نحوك» حدوث ارتفاع في التردد، بينما تحرُّكه بعيدًا عنك» يعني حدوث انخفاض فيه، ويعتمد مقدار الإزاحة على سرعة المصدر. إذا كانت حركة المصدر تقع على زاوية من خطّ اتجاهك، يُصبح التأثير مقدار (الإزاحة أقل؛ وإذا كانت الحركة عمودية على خط الاتجاه، فلا تحدث إزاحة.

إذا وضعت كاشفًا للصوت بين قضبان القطارات، يمكنك قياس إزاحة دوبلر لصافرة القطار. سيكون لصافرة القطار تردُّد مُرتفع مُعيَّن أثناء حركتها «بالكامل» نحو الكاشف حتى يُصبح صوت الصافرة مسموعا فوق الرأس مباشرة)، وبعد ذلك سيكون لها تردد مُنخفض معين أثناء حركتها بالكامل بعيدًا عن الكاشف.

ولكن بدلا من ذلك، إذا وضعت الكاشف على بعد مسافة آمنة على جانب مسار القطار – لنقل على بُعد 20 مترًا – فستختلف القياسات لأسباب هندسية. بينما يقترب القطار من الكاشف، تكون سرعته «نحو » الكاشف أقل تدريجيًّا؛ ومِن ثُمَّ ينخفض مقدار إزاحة دوبلر . ومن ثَمَّ يُعتبر أن للصافرة تردُّدًا مرتفعًا مُعينًا – أثناء أغلب مدة اقتراب القطار - كما يقيسها كاشف الصوت المُثَبَّت على قضبان القطار. ومع ذلك، بينما يقترب القطار، يتسبب عدم المحاذاة في انخفاض التردُّد بسرعة بينما تكون حركة القطار عمودية على اتجاه الكاشف حتى يُصبح التردُّد ثابتًا. حينئذ، ينخفض التردُّد بسرعة حتى يصل إلى تردُّد منخفض مُعين يظلُّ ثابتًا ما دام يمكن سماع الصافرة.

لنفترض أنك أنت الكاشف الصوتي، وبأنك قريب بما يكفي من المسار الذي يمكن فيه تجاهل التأثير الهندسي من المفترض أنْ تُميِّز تردُّدًا مرتفعًا «مُعينًا» بينما يقترب القطار نحوك وتردُّدًا منخفضًا «مُعينًا» بينما يبتعد القطار عنك؛ ولكن المدهش هو أنك لن تميزهما بدلا من ذلك، ستميز «ارتفاعًا» مستمرًا» في التردد بينما يتحرك القطار نحوك، وانخفاضًا مستمرا» في التردُّد بينما يتحرك القطار بعيدًا عنك. عادةً ما يُسمَّى هذا التردد المسموع «حدة الصوت». في هذه الحالة، تتأثر حدة الصوت الذي تميزه الأذن بمدى ارتفاع الصوت. نظرًا لأن الصافرة تُصبح أعلى تدريجيًّا كلما اقتربت، فإنك تنخدع بالاعتقاد بأن التردُّد يزداد باستمرار. ولأن الصافرة يُصبح صوتها أقل ارتفاعًا باستمرار بينما تتحرك بعيدًا، فتنخدع بالاعتقاد بأن التردُّد ينخفض باستمرار. يُسمى هذا التأثير الذي تتغير فيه حدة الصوت «تأثير دوبلر».

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

المجمع العلمي: نحو 300 ألف مستفيد من مشروع القراءة الصحيحة في كربلاء وباقي المحافظات

صحفيون: استحداث المركز الإعلامي لزيارة الأربعين أسهم في تسهيل عمل الإعلاميين وتوفير بيئة مهنية لإنجاز مهماتهم

موكب عميد بني هاشم (عليه السلام) يقدم 4500 وجبة طعام يوميًّا لزائري الأربعين

بمشاركة زائري الأربعين.. إقامة صلاة الجماعة عند مرقد أبي الفضل العباس (عليه السلام)

المزيد

الآخبار الصحية

9 أسباب شائعة للرؤية الضبابية يجب معرفتها

تتناولها كل يوم.. 10 وجبات شائعة غنية بـ"السكر الخفي"

7 أسباب شائعة لفقدان الشهية لدى كبار السن

7 فواكه قد تسبب قفزة مفاجئة في سكر الدم

المزيد

الآخبار التكنلوجية

هل تشغيل تكييف السيارة على "الحد الأقصى" ضار؟

دور المكابح في تحسين كفاءة استهلاك الوقود بالسيارات

بالذكاء الاصطناعي.. باحثون يبتكرون مضادات جديدة لنوعين من العدوى البكتيرية

فيتامين سي والتجاعيد.. طبيب يكشف وقت الاستخدام الصحيح

المزيد

مواضيع ذات صلة

النغمة الانعكاسية

صوت الغواصات السوفييتية

الظلال الصوتية

الأصوات البعيدة

أبواق المشجعات وصفافير الضباب

اتجاه الهمس

قصاصات شعر ماكينة الحلاقة الكهربائية وقارب الكافور العائم في الماء

المجاري المائية الرفيعة المتعرجة

أشكال المساحيق

المذبذب الهيدروليكي

الغناء الحَلْقي

صفير أسلاك الهاتف وإبر الصنوبر