نسخة الفيديو النصية
تنتشر موجة صوتية في وسط معين سرعتها 960 مترًا لكل ثانية، وترددها 8000 هرتز. ما الطول الموجي للموجة الصوتية في هذا الوسط؟
حسنًا، في هذا السؤال، لدينا معطيات عن سرعة الصوت في وسط معين. لنفترض أن هذا هو الوسط الذي يتناوله السؤال. ونعلم من المعطيات أن الموجات الصوتية تتحرك في هذا الوسط بسرعة 960 مترًا لكل ثانية. بالإضافة إلى ذلك، تشير المعطيات إلى أن تردد هذه الموجات الصوتية هو 8000 هرتز، أي 8000 دورة لكل ثانية. وبناء على هذه المعلومات، علينا إيجاد الطول الموجي لهذه الموجات الصوتية.
لكي نفعل ذلك، علينا أن نتذكر العلاقة التي تربط بين سرعة الصوت والتردد والطول الموجي. هذه هي العلاقة التي نريدها. سرعة الصوت، التي نرمز لها بالرمز 𝑣، تساوي تردد الموجات الصوتية مضروبًا في طولها الموجي. تجدر الإشارة هنا إلى أن 𝑣، أي سرعة الصوت، تتغير حسب المادة التي ينتقل خلالها الصوت. ولهذا السبب ينص السؤال على أن سرعة الصوت في هذا الوسط تحديدًا هي 960 مترًا لكل ثانية.
على أي حال، إذا أردنا إيجاد إجابة هذا السؤال، فعلينا استخدام هذه المعادلة. بشكل أكثر تحديدًا، علينا إعادة ترتيب هذه المعادلة لإيجاد الطول الموجي. لفعل ذلك، علينا عزل 𝜆، وهو الطول الموجي، بمفرده في أحد طرفي المعادلة. ويمكننا فعل ذلك بقسمة طرفي المعادلة على التردد 𝑓؛ لأنه بهذه الطريقة يحذف التردد من الطرف الأيمن ويتبقى لدينا 𝑣 على 𝑓 يساوي 𝜆. بعبارة أخرى، سرعة الصوت في هذه المادة مقسومة على تردد هذه الموجة الصوتية تحديدًا تساوي الطول الموجي لهذه الموجة.
والآن يمكننا التعويض ببعض الأعداد. فنقول إن الطول الموجي 𝜆 يساوي 960 مترًا لكل ثانية، أي سرعة الصوت، مقسومًا على 8000 هرتز، أي تردد الموجة الصوتية. وفي هذه المرحلة، يمكننا أن نلاحظ أن وحدتي الكميتين المعطاتين في الطرف الأيمن من هذه المعادلة هما وحدتا القياس الأساسيتان لهما؛ فوحدة قياس السرعة الأساسية هي المتر لكل ثانية، ووحدة قياس التردد الأساسية هي الهرتز. وتذكر أن الهرتز، وهو وحدة التردد، يساوي دورة واحدة لكل ثانية.
على أي حال، نظرًا لأن لدينا وحدتي قياس أساسيتين لكلتا الكميتين في الطرف الأيمن من المعادلة، فهذا يعني أنه عند حساب هذا الكسر الموجود في الطرف الأيمن، ستكون الإجابة بوحدة القياس الأساسية للطول الموجي. وتذكر أن الطول الموجي هو في الأساس طول، وعليه فإن وحدة قياسه الأساسية هي المتر. ومن ثم، ستكون الإجابة النهائية هي 960 مقسومًا على 8000 متر. وبهذا، نكون قد وجدنا إجابة السؤال. الطول الموجي للموجة الصوتية في هذا الوسط يساوي 0.12 متر.
