في هذه التّجربة، والتي تُنفّذ بواسطة ثني الورقة، سنبني مثلّثًا يُصدر صوتًا قويًّا، مشابِهًا لصوت الانفجار، عند تحريكه بسُرعةٍ.
ألمُعدّات
- ورقة مستطيلة
مجرى التّجربة
يمكننا مشاهدة مجرى التّجربة من خلال الفيلم القصير التّالي:
الشّرح
لكي نفهم التّجربة، علينا، أوّلًا، أن نفهم: ما هو الصّوت؟
الأصوات التي نسمعها هي نتاج الاهتزازات في الهواء، والذي يتركّب من جسيمات صغيرة غير مرئيّة تسمّى جزيئات. ينتشر الصّوت في الهواء على شكل أمواج- وهو نتاج ضغطٍ عالٍ يليه ضغط منخفض في الهواء، كما نرى في الرّسوم المتحرّكة التّالية:
تُمثِّلُ النّقاط السّوداء جسيماتِ الغاز التي يتركّب منها الهواء. انتبهوا إلى كَوْنِ الجسيماتِ نفسِهَا لا تتقدّم، فهي تتحرّك بالإجمال قليلًا إلى الأمام وقليلًا إلى الوراء. إذا كنتم غير مقتنعين بهذا، ركّزوا نظركم في جُسَيم واحد وتابعوا حركته. تتقدَّمُ الموجة وحدَها في الهواء، وكذلك التّشويش الحاصل عليها.
لكي نُنتِجَ صوتًا علينا هزُّ جزيئات الهواء. يمكن تحقيق ذلك بواسطة أيّ جسم يتحرّك بسرعة: كالأوتار الصّوتيّة، أو أوتار الآلات الموسيقيّة، أو غشاء يهتزّ لمكبّر صوت، أوِ اهتزاز كأس زجاجيّة.
في هذه التّجربة استعملنا الورقة لضرب جزيئات الهواء، ولإنتاج موجة صوتيّة. عند إزاحة مثلّث الورقة بسرعة، يضربُ الشّراعُ الورقيُّ داخِلَهُ (كما نرى في الفيلم) الهواءَ، وقوّةُ المقاومة التي يفعّلها الهواءُ تؤدّي إلى انفتاحه مرّة واحدة- تمامًا كما تُتِيحُ مقاومةُ الهواء الهبوطَ البطيءَ للمِظلّة. الانفتاحُ السّريعُ للشّراع الورقيّ يضربُ الهواءَ وينتجُ صوتًا قويًّا وحيدًا- كصوت الانفجار، أي أنّهُ صوت ناتجٌ عنِ اهتزازٍ قويّ ولمرّة واحدة. ولذلك، كلّما حرّكنا الورقة بقوّة أكبر، وكانت الورقةُ "تضرب" الهواء بشدّة أكبر- كانَ الانفجار أقوى.