يعرف شكل من أشكال الطاقة يتكون عندما يهتز شيء (بالصوت) باللغة الإنجليزية sound، وهو شكل من اشكال الطاقة الناتجة عن اهتزاز الاجسام المنتقلة من خلال الوسط المحيط على شكل موجات ميكانيكية طويلة.
ويتكون الصوت نتيجة لحركة جزيئات الوسط ذهابا وإيابا، وذلك نتيجة اكتسابها لطاقة الموجه الصوتية، وتختلف سرعة وصول الصوت بناء على اختلاف مدى مرونة وسط الانتشار المحيط به وذلك من حيث:
عدد الجزيئات.
مدى تماسك جزيئات الوسط.
وينتقل الصوت في كلا الأوساط على النحو التالي:
انتقال الصوت في الأوساط الصلبة: حيث تنتشر الموجات الصوتية في الأوساط الصلبة بصورة سريعة من الوسط الغازي او السائل، وذلك نتيجة للتماسك الشديد بين الجزيئات الصلبة والتزاحم بين جزيئات الوسط.
انتقال الصوت في الأوساط السائلة: فتنخفض الكثافة الجزئية في الأوساط السائلة، وذلك مقارنة بالأوساط الصلبة، مما يساعد على سرعة انتشار الصوت في الأوساط السائلة الضعيفة نسبيا مقارنة بالوسط الصلب.
انتقال الصوت في الأوساط الغازية: فيعتبر الوسط الغازي هو اضعف الأوساط المادية ايصالا للصوت، وذلك مقارنة بالوسط الصلب والوسط السائل، ويرجع ذلك لزيادة المسافات بين الجزئيات الغازية وبعضها البعض، وكذلك ضعف الترابط بين جزيئات الوسط.
ما هي الطبيعة الموجية للصوت؟
ينتشر الصوت عل شكل موجات ميكانيكية طويلة خلال الوسط المحيط به، وذلك نتيجة للاضطراب الناجم عن انتقال الطاقة بعيدا عن مصدر الصوت وتتميز الموجات الطويلة بعدة مميزات تختلف عن الموجات العرضية، وذلك من حيث اتجاه الانتشار وشكل الموجه الناشئة، وذلك فيما يلي:
اتجاه انتشار الموجه
حيث تتجه الموجات الطويلة في اتجاه موازي لاتجاه انتشار الطاقة.
شكل الموجه الناشئة
فتتكون الموجه الطويلة من تضاغطات وتخلخلات متتالية، وذلك نتيجة الحركة المستمرة للجزيئات المهتزة ذهابا وإيابا على التوالي، ولتبسيط الامر دعنا ننظر الي الشوكة الرنانة، وما ينتج عنها من تغيرات على المستوى الجزيئي.
وتبدأ الشوكة الرنانة في الاهتزاز ذهابا واياب، وذلك بمجرد الضغط عليها.
وتهتز جزيئات الوسط المحيط بطرفي الشوكة بالتوازي مع اتجاه تحرك الطاقة المدفوعة بها الشوكة، وينتج عنها تضاغطات وتخلخلات متتالية.
وتنتقل هذه الاهتزازات من جزئ الي جزئ آخر بجواره من خلال التفاعل من جسيم الي جسيم.
وتتحول الأمواج الطويلة الناتجة عن اهتزاز الشوكة الي صوت واضح تدركه الاذن البشرية ويعرف بمصطلح الصوت.
الاستنتاج
الصوت موجات ميكانيكية تنشأ عن حركة الاجسام واهتزازها، وتنتقل الموجه في اتجاه الطاقة المنشأة على شكل تضاغطات وتخلخلات.
ما هي أنواع الطاقة ؟
تصنف أنواع الطاقة الأساسية للطاقة الحركية والطاقة الكاملة، وكذلك انوع الطاقة المختلفة منها الحرارية والكيمائية والنووية والكهربائية والصوتية والمرنة ونبين بشكل تفصيلي من خلال النقاط التالية تعريف كلا منهما:
الطاقة الحرارية
نتنج الطاقة الحرارية عنما تتحرك الذرات والجزيئات بسرعة عالية، وتتصادم مع بعضها البعض، فالطاقة الناتجة عن هذا التصادم تسمى بالطاقة الحرارية، وتنتج الطاقة الحرارية من خلال تحرك الجزيئات والذرات التي تتكون منها المادة طوال الوقت وعندما تسخن مادة ما.
فمن خلال ارتفاع درجة الحرارة يجعل الجزيئات تتحرك بشكل اتسرع وتنصدم ببعضها البعض، ومن ثم كلما زادت حركة الجزيئات، تزيد حرارة الماجة وتزداد طاقتها الحراري.
وذلك على سبيل المثال فعند التفكير في عمل كوب من الشكولاتة الساخنة، حيث تحتوي الشكولاتة الساخنة على طاقة حرارية بسبب جزيئتها المتصادمة عند التسخين، فنتساءل ما الذي يحدث عند صب بعض الحليب البارد في الشكولاتة الساخنة.
حيث تنتقل بعض هذه الطاقة من الشكولاتة المتواجدة في الحليب، ومن ثم تبرد الشكولاتة الساخنة لأنها فقدت بعض طاقتها الحرارية للحليب، وبما ان الطاقة الحرارية طاقة متولدة عن تصادم جزيئات المادة مع بعضها البعض، فهي تعد نوعا من الطاقة الحركية kinetic energy.
الطاقة الكيميائية
الطاقة الكيميائية وهي الطاقة المختزنة في روابط المركبات الكيميائية مثل الذرات والجزيئات، وتطلق هذه الطاقة عند حدوث التفاعل الكيميائي، في المعتاد بمجرد اطلاق الطاقة الكيميائية، من مادة ما.
وتتحول هذه المادة الي مادة جديدة تماما وفي حالة حدوث التفاعل الكيميائي، تتحرر الطاقة الكيميائية المخزنة وفي الغالب تنتج الحرارة كنتيجة ثانوية لتلك التفاعل، وذلك ما يسمى بالتفاعل الطارد للحرارة، ولا الطاقة الكيميائية طاقة مختزنة، في شكل من أشكال الطاقة الكامنة.
وعلى سبيل المثال الطاقة الكيميائية في الغذاء، فيحتوي الطعام الذي نتناوله على طاقة كيميائية مختزنة، وعندنا تتفكك او تتحول الروابط بين الذرات في الموجات الغذائية، فيحدث التفاعل الكيميائي ويتم إنشاء مركبات جديدة، ومن ثم تساعد الطاقة الناتجة عن هاذ التفاعل على تدفئة الجسم والحركة وتمكن من نمو الجسم.
الطاقة النووية
تأتي الطاقة النووية من نواه الذرات حيث تنطلق الطاقة من خلال الاندماج النووي nuclear fusion، ويتم الدمج النووي معا او الانشطار النووي وتستخدم المحطات النووية الانشطار النووي لعنصر يسمى باليورانيوم لتوليد الكهرباء.
ويعرف باليورانيوم المشع وهو عنصر غير متواجد في الأرض، في أصل تكوينها في أنواع معينة من الصخور، هو من احد العناصر القليلة السهل انتشارها ومن ثم تستخدمه محطات الطاقة النووية كوقود، وبالرغم من وجود اليورانيوم في كافة انحاء العالم الا انه لا يزال الي الآن مصدر غير متجدد للطاقة.
الطاقة الكهربائية
تنتج الطاقة الكهربائية من خلال حركة شحنات كهربائية تسمى بالإلكترونات، وكلما تحركت الشحنات بصورة لا اعلى، تزيد الطاقة الكهربائي الحاملة لها.
ولان الطاقة الكهربائية تنتج من خلال حركة الالكترونات فتعتبر شكل من اشكال الطاقة الحركية، وتعتمد كمية الطاقة الناتجة على سرعة الشحنات، فكلما زادت الشحنات تزيد الطاقة الكهربائية الحاملة لها.
وعلى سبيل المثال، فيحدث التفاعل الكيميائي في بطارية السيارة، وينتج عنه الكترونا يحتوي على الطاقة لتحريك التيار الكهربائي ومن ثم توفر هذه الشحنات المتحركة الطاقة الكهربائية للدوائر بالسيارة.
وتولد الثعابين الكهربائية طاقة كهربائية يتم استخدامها للدفاع ضد الحيوانات المفترسة، حيث يستطيع ثعبان السمك الكهربائي إنتاج ما يصل حتى 600 فولت من الطاقة من خلال جسمه.
الطاقة المشعة
وهي شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية، ومن الممكن ان تأخذ شكل الموجات المرئية، وذلك ما نسميه الطاقة الضوئية.
او الموجات غير المرئية مثل موجات الراديو او الاشعة السينية، وهي عبارة عن موجات قادرة على الانتقال خلال الفضاء ويتمون الاشعاع الكهرومغناطيسي من جزيئات صغيرة تسمى بالفوتونات، وهي عبارة عن حزم صغيرة من الطاقة.
الطاقة الضوئية
يعتبر الضوء هو شكل مرئي من اشكال الطاقة المشعة المنتقلة في شكل موجات، والشكل الوحيد للطاقة الذي يمكن ان تراه بالعين البشرية.
والطاقة الضوئية تعتبر مفيدة بصورة بالغة حيث انها مصدر المساعدة على الرؤية وتميز الأشياء، وهي كم الطاقات السريعة جدا بل تكون اسرع طاقة معروفة للبشر.
وعلى سبيل المثال من امثلة الطاقة الضوئية المشعة ضوء الشمس والاشعة السينية والخلايا الشمسية، حيث تقوم الخلايا والالواح الشمسية بتحويل الطاقة المشعة من الشمس الي كهرباء.
