الدرس الأول: الصوت

انظر واتساءل

تتشكل هذه السحابة عندما تخترق الطائرة النفاثة حاجز الصوت منتجة دوياً هائلاً، ما الذي تشعر به إذا كنت قريباً منها؟

سأشعر بترددات عالية جداً قد تؤدي الى تلف سمعي.

أستكشف

أكون فرضية

عندما أضـرب الوتر المطاطي ينتج صوت. كيف يعتمد هذا الصوت على طريقة ضربي للوتر؟ أكتب إجابتي على شكل فرضية كما يلي "إذا ازدادت القوة التي أضرب بها الوتر فإن الصوت ...".

الناتج يصبح عالياً وصاخباً.

أختبر فرضيتي

2. ألاحظ. أمسك الكأس بإحدى يدي، بينما أضرب الوتر باليد الأخرى. ماذا أسمع وألاحظ؟ أسجل ملاحظاتي.

نسمع صوتاً ونشاهد اهتزازاً.

3. أضرب الوتر برفق، ثم بقوة، أسجل كيف تغير الصـوت الناتج؟ أكرر الخطوة للتأكد من نتائجي.

ضرب الوتر بقوة كبيرة ينتج صوتاً أعلى من ضربه بقوة قليلة.

استخلص النتائج

4. أفسر البيانات. بناء على ملاحظاتي، هل كانت فرضيتي صحيحة؟

نعم فعندما نضرب الوتر بقوة ينتج صوتاً عالياً.

5. استنتج. كيف يحدث الوتر المطاطي الصوت؟ أستخدم ملاحظاتي التي حصلت عليها في الخطوة الثانية لمساعدتي على الإجابة.

تنتج الآلة الوترية الصوت من خلال نقل اهتزازات الوتر المطاطي الى الكأس التي تحرك بدورها الهواء الموجود حولها.

أستكشف أكثر

كيف تؤثر قوة هذا الوتر المطاطي، أو قصره، أو غلظه في ارتفاع أو انخفاض حدة الصوت؟ أكون فرضية وأصمم تجربة لاختبارها.

كلما زاد شد الوتر زادت حدة الصوت، يمكن التأكد من ذلك من خلال عمل التجربة السابقة ولكن مرة يكون الوتر مرتخي، مرة ثانية يكون مشدود، مرة ثالثة يكون الوتر مشدود جداً، نضرب الوتر في كل حالة بقوة متساوية، أسمع الأصوات في كل حالة وأجد أن كلما كان الوتر مشدود كلما زادت حدة الصوت.

نشاط

1. أتوقع. هن أسمع صوت المذياع بشكل أفضل عبر الهواء، أم الماء، أم الخشب؟

أسمع صوت المذياع أفضل خلال الخشب لأنه مادة صلبة.

4. أرتب الأوساط التالية بحسب قدرتها على نقل الصوت، من الرديء إلى الجيد: الخشب، الهواء، الماء.

الهواء < الماء < الخشب من حيث نقل موجات الصوت.

5. أستنتج. كثافة الفلين أقل من كثافة الخشب أو الماء، ولكنها أكبر من كثافة الهواء، ما ترتيب الفلين من حيث قدرته على نقل الصوت؟

الخشب > الماء > الفلين > الهواء من حيث نقل موجات الصوت.

أقرأ الصورة

هل حدة صوت صافرة القطار أعلى أم أخفض من حدتها الطبيعية؟ إرشاد. هل يتحرك القطار مقترباً مثلك أم مبتعداً عنك؟

حدة صوت صافرة القطار اعلى من حدتها الطبيعية بسبب حركة القطار في اتجاهي.

حقيقة أم رأي. ذكر زميلك أن الأصوات عند الإنسان تنشأ عن اهتزاز الأحبال الصوتية، هل ما ذكره زميلك حقيقة أم رأي؟

حقيقة: يحدث الكلام عندما يتدفق الهواء من الرئتين أعلى القصبة الهوائية (الرغامي) وعبر الحنجرة. يؤدي ذلك إلى اهتزاز الأحيال الصوتية مما ينتج صوتاً، يتشكل الصوت في هيئة كلمات بواسطة العضلات التي تتحكم في الحنك الرخو واللسان والشفاه.

التفكير الناقد. ما الذي يحدد شدة الصوت الصادر من الجرس إذا كان الصوت مرتفعاً وإذا كان الصوت منخفضاً؟ أفسر إجابتي.

كثافة هذه المنطقة تزداد وتقل بشكل دوري عند مرور الموجة الصوتية خلال أي منطقة في الغرفة بسبب مرور التضاغطات والتخلخلات من خلالها.

حقيقة أم رأي. يقول صديقك إن الصدى مخيف، لأنه أخفض من الصوت الأصلي. أي جزأي العبارة حقيقة وأيهما رأي؟

• الرأي: الصدى مخيف.
• الحقيقة: الصدى أخفض من الصوت الأصلي.

التفكير الناقد. عندما أضع أذني على الأرض أستطيع سماع صوت ما بسرعة أكبر من سماعي له في الهواء أفسر ذلك.

لأن سرعة الصوت في الأجسام الصلبة أسرع من سرعته في الغازات.

حقيقة أم رأي. يقول زميلك إن الأصوات العالية مزعجة، وذلك لأنها تجعل الأذن تهتز بسرعة كبيرة أي جزء في الجملة حقيقة وأيها رأي؟

• الحقيقة: الأصوات العالية تجعل الأذن تهتز بسرعة كبيرة.
• الرأي: الأصوات العالية مزعجة.

التفكير الناقد. كيف يمكنك تغيير حدة صوتك؟

يمكنني تغيير حدة الصوت من خلال شد أحبالي الصوتية أو أرخيها فتزداد حدة الصوت عند شد الأحبال الصوتية وتقل حدة الصوت عند إرخاء الأحبال الصوتية.

حقيقة أم رأي. تستخدم الدلافين والحيتان صدى الصوت لتحديد المواقع. إن الدلافين والحيتان أذكى من المخلوقات البحرية الأخرى. أي هاتين العبارتين حقيقة وأيهما رأي؟

• حقيقة: تستخدم الدلافين والحيتان صدى الصوت لتحديد المواقع.
• رأي: الدلافين والحيتان أذكى من المخلوقات البحرية الأخرى.

التفكير الناقد. هل يمكن استخدام السونار على اليابسة؟ أفسر إجابتي.

الموجات الصوتية تنتقل خلال اليابسة كما تنتقل خلال الماء ولذلك يستخدم السونار على اليابسة أيضاً.

أفكر وأتحدث وأكتب.

1. المفردات. يسمى عدد التضاغطات في وحدة الزمن تردد الموجات الصوتية.

2. حقيقة أم رأي. هل هناك ضرورة لوضع سدادات الأذن عند استخدام مكنسة كهربائية؟ أدعم رأيي بحقائق.

• حقيقة: لا يكون الصوت الناتج عن المكنسة عالي بالدرجة التي تدمر السمع.
• رأي: لا يلزم وضع سدادة أذن عند استخدام المكنسة الكهربائية.

3. التفكير الناقد. كيف يمكنك إصدار أصوات مختلفة باستخدام قطعة مطاط واحدة فقط؟

يمكن إصدار أصوات مختلفة عن طريق شد وإرخاء قطعة المطاط أو تغيير قوة الضرب على قطعة المطاط.

4. أختار الإجابة الصحيحة. في أي مما يلي تكون سرعة الصوت أكبر؟

أ- الماء.

ب- الحديد.

ج- الزيت.

د- الهواء.

5. أختار الإجابة الصحيحة. يعد الصدى مثالاً على أن موجات الصوت:

أ- تتحول.

ب- تُمتص.

ج- تنعكس.

د- تنكسر.

6. السؤال الأساسي. ما خصائص الصوت؟

• الصوت عبارة عن موجات طولية وهي عبارة عن مجموعة من التضاغطات والتخلخلات.
• ينتقل الصوت في الأوساط المادية ولا ينتقل في الفراغ.

العلوم والفن

أرسم وألون

أرسم جزيئات الهواء في حالتي التخلخل والانضغاط وألونهما.

العلوم والرياضيات

أحسب العمق

يستغرق الصـوت ثانية واحدة ليرتد عن جسم موضوع على عمق 700 م تحت سطح الماء. ما عمق الجسم الذي تسمع صوت الصدى المنعكس عنه بعد 4 ثوان؟

عمق الجسم = 700 × 4 = 2800 م