تعتبر ظاهرة الصدى من الأمور التي أثارت اهتمام الإنسان منذ زمن بعيد. وهو يحدث بشكل دائم وفي كل مكان لكن الضجيج والصخب الذي ينتج عن حياتنا العصرية يجعل الشعور وسماع هذه الظاهرة أمرًا نادرًا.
الصدى الشيء الوحيد الذي يتكلم جميع لغات العالم!
إن ظاهرة الصدى لا تقتصر على الصوت فقط فانعكاس الضوء عن الأجسام والمرايا يعتبر نوعًا من أنواع الصدى، وأيضًا وانعكاس الأمواج الكهرومغناطيسية أو ارتدادها عن الأجسام التي تصطدم بها. وقد ساهمت هذه الظاهرة في اختراع الرادار الذي يوجد في الطائرات والمراصد.
ما هو الصدى؟
يعرف الصدى بأنه ارتداد أو ارتجاع موجة صوتية صادرة إلى نقطة انطلاقها وذلك نتيجة اصطدامها بسطح صلب.
وحسب سرعة الصوت وبناءًا على حسابات رياضية لا يمكن لأذن الإنسان استشعار الصدى وسماعه إلا إذا كانت المسافة التي تفصل بين مصدر الصوت والحاجز الصلب 17 مترًا وقد تم حساب هذه المسافة من العلاقة الرياضية
2ف = ع×ز
حيث (ف) هي المسافة الفاصلة بين مصدر الصوت والحاجز
و (ع) هي سرعة الصوت في الثانية وتقدر ب 340م/ث
(ز) هي المدة الزمنية التي تفصل بين إصدار الموجة الصوتية وارتدادها على سطح جسم صلب لكي تسمعها أذن الإنسان وتقدر ب 0.1.
عندما يكون الجسم الذي يرتد منه الصوت كبيرًا أو موجودًا على مسافة بعيدة فإننا نسمع الصدى عدة مرات بشكل متكرر.
وإذا كان هناك العديد من الحواجز كما هو الحال في غرفة فارغة فإننا نسمع صدى الصوت رغم المسافة القصيرة؛ لأن الأمواج الصوتية ترتطم بعدد من الحواجز.
ليس من الضروري أن يرتد الصوت إلى مكان صدوره فالأمواج الصوتية تسلك سلوك الضوء الذي ينعكس حسب زاوية السطح الذي يرتطم به.
تاريخ الصدى
قصة ايكو Echo صدى الصوت
لقد أثار الصدى اهتمام الأنسان من بدأ التاريخ وكانت الشعوب دائمًا ما تتحدث عن أساطير تتعلق بهذه الظاهرة ومن أشهر هذه الأساطير قصة ايكو عند اليونانيين.
تقول الأسطورة اليونانية أن زيوس أبو الاله والبشر كان متعدد العلاقات النسائية وكان يحب ملاطفة ومغازلة حوريات جبل الأوليمبيوس. وكانت هيرا زوجة زيوس وأخته تغار عليه بشدة مما يدفعها إلى ملاحقته في كل أنحاء الجبل لمنعه من إقامة علاقات غرامية مع الحوريات. وفي كل مرة تلاحق بها زوجها زيوس كانت الحورية ايكو وهي إحدى حوريات جبل الأولمبيوس تظهر في وجهها وتلهيها عن ملاحقة زوجها بحديثها المشوق وكلامها المعسول. وحين كشفت هيرا خدعة ايكو غضبت منها غضبًا شديدًا وأطلقت عليها لعنة تمنعها من الكلام وتجعلها فقط تردد أخر ثلاثة كلمات تسمعها. وهكذا أصبحت أيكو حورية الجبل وحيدة تردد كل الكلام الذي تسمعه.
استخدامات الصدى
أولًا عند الأنسان
تمكن الإنسان في العصر الحديث من تسخير ظاهرة الصدى والاستفادة منها في مجالات عدة منها
- يستخدم الأطباء ظاهرة الصدى الصوتي في رسم صورة لأعضاء الجسم الداخلية من أجل الكشف عن الحالات المرضية. كما تستخدم هذه التقنية في فحص الأجنة.
- استخدام الصدى الصوتي في تحديد بعد السفينة عن جبل جليدي أو صخري حيث توجد صافرة في مقدمة السفينة تطلق موجات صوتية ومن خلال قياس الزمن الفاصل بين إصدار الصوت وسماع صداه يمكن تحديد المسافة التي تفصل السفينة عن هذا الجبل مما يساعد في تفادي الاصطدام به. فعلى سبيل المثال لو تم سماع صدى الصوت بعد عشر ثواني من إصدارة فإن المسافة الفاصلة تحسب وفقًا للعلاقة
ف = ز/2×340
ف = 5×340
ف = 1700م
- استخدام الصدى في قياس أعماق البحار والمحيطات وذلك بنفس الطريقة السابقة حيث يتم إصدار موجات فوق صوتية من أسفل السفينة ومن خلال معرفة الفترة الزمنية الفاصلة بين إصدار الموجة الصوتية والتقاط صداها يتم معرفة عمق المياه تحت السفينة وذلك باستعمال جهاز يسمى مسبار الصدى.
- استخدام الصدى في تحديد أماكن تجمعات الأسماك والكائنات البحرية ما يساعد الصيادين في اصطيادها.
ثانيًا عند الحيوانات
- تستخدم الخفافيش الصدى الصوتي في الطيران خلال الظلام حيث تصدر أصواتًا وتستمع إلى صداها فتعرف إن كان هناك حاجز أمامها. لذلك فإن الخفافيش تستطيع الطيران حتى في حال انعدام الضوء.
- تستخدم الحيتان والدلافين الصدى الصوتي في تحديد أماكن تواجد الفرائس وفي تحديد اتجاه حركتها في الماء.
منع الصدى
نحتاج في بعض الأحيان إلى منع حدوث ظاهرة الصدى الصوتي كما هو الحال في المسارح والقاعات الكبيرة حيث تبطن الجدران والأسقف بمواد مرنة ولينة تقوم بامتصاص جميع الموجات الصوتية الصادرة وتمنعها من الارتداد.
وبذلك نكون قد أجبنا على اللغز القائل ” ما هو الشي الذي يتكلم جميع لغات العالم؟” إنه الصدى، وتعرفنا على معلومات عن الصدى واستخداماته المختلفة والنظريات القائمة عليه.
