ظاهرة اختراق حاجز الصوت
كثيراً ما نسمع أن طائرةً ما قامت باختراق حاجز الصوت، وأنها سببت صوت دويّ كبير.
إن الصوت عبارة عن موجات، تتعلق سرعتها بخصائص الوسط الذي تمر به، خصوصاً الحرارة. مثلاً عند انخفاض درجة الحرارة تقل سرعة الموجات الصوتية وتبلغ في الدرجات العادية، أي حوالي 20 درجة مئوية، 343 متر في الثانية.
حاجز الصوت:
حاجز الصوت هو حد فيزيائي يفصل بين السرعة تحت الصوتية والسرعة فوق الصوتية، ويعمل على إعاقة الأجسام من الوصول إلى سرعة الصوت، حيث إن الضغط الجوي الكبير لجزيئات الهواء عند تلك السرعات يسبب عائقا كبيرا للأجسام، عندما يقترب الجسم من سرعة الصوت تنضغط جزيئات الهواء حول سطحه وعندما تصل إلى سرعة الصوت، تتشكل سحابة بيضاء حول الجسم سماكتها قليلة وهذا ما يدعى الصدمة الجوية.
كيف يحدث اختراق حاجز الصوت؟
لفهم ظاهرة اختراق حاجز الصوت دعنا نضرب المثال التالي لتقريب الفكرة لـك، نعلم ان امواج البحر تنتشر بسرعة محددة فلو تخيلنا قارب يخترق تلك الأمواج بسرعة أقل من سرعة انتشار أمواج البحر فإن هذه الأمواج سوف تنزاح على جانبي القارب وتشكل مخروط رأسه عند مقدمة القارب، وعندما تزداد سرعة القارب فإنه سيدفع هذه الأمواج أمامه ويخترقها إذا زادت سرعته لإنه حينها لاتستطيع تلك الأمواج أن تسير بسرعة القارب، وتشكل الأمواج موجة كبيرة مجمعة من الأمواج الصغيرة التي تلحق القارب.
ما يحدث في حالة اختراق الطائرة لحاجز الصوت هو شيء مشابه لهذه الحالة حيث أن الطائرة تحدث صوتاً. فإذا كانت سرعة الطائرة أقل من صوتها فإن الموجات الصوتية ستنطلق أمام الطائرة. أما في حالة زيادة سرعة الطائرة لتصبح أكبر من سرعة صوتها فإنها تحدث صوت مزعج يسمى باختراق حاجز الصوت sonic booms وهذا الصوت هو تجمع الأمواج الصوتية التي تلحق بالطائرة حيث تتحد كل الموجات الصوتية التي كانت تنطلق امام الطائرة لتتجمع كلها مع بعضها البعض وتلحق بالطائرة. والمشاهد ربما يرى الطائرة ولا يسمع شيئاً وفجأة يسمع صوت انفجار ضخم تهتز له المباني وينكسر زجاجها وهذا الصوت هو تجمع واتحاد الأمواج الصوتية التي تشكل موجة صوتية ذات سعة كبيرة جداً تلحق بالطائرة وعند وصولها إلى سطح الأرض نسمع الصوت العالي الذي يشبه بصوت الانفجار، حيث يمكنك تخيل الأمر من خلال ان الأمواج الصوتية تلحق الطائرة في شكل مخروط رأسه يتبع مسار الطائرة والصوت الذي نسمعه هو نهاية المخروط الذي يلامس الأرض ويتبع مسار الطائرة.
الفيديو التالي يوضح تلك الظاهرة :
الإبتساماتإخفاء