هل تساءلت يومًا لماذا يهتز الرعد النوافذ أو المنازل؟ خلال موسم الأمطار، عندما يضرب البرق، تسمع عادةً صوت الرعد. أحيانًا يهتز الرعد النوافذ أو المنازل أو غيرها من الأشياء. هل سبق لك أن مررت بهذه التجربة؟ في الواقع، ليس الرعد وحده ما يهتز النوافذ؛ فالموسيقى الصادرة من مكبرات الصوت الجهيرية قد تهتز النوافذ أو المنازل أيضًا! لماذا يهتز الصوت النوافذ أو المنازل أو غيرها من الأشياء؟
ربما تكون قد تعلمت أن كل جسم يتكون من ذرات أو جزيئات. الذرات أو الجزيئات التي تُكوّن المادة الصلبة تهتز باستمرار. إذا كانت الذرات التي تُكوّن المادة الصلبة تهتز باستمرار، فلماذا لا تبدو الأجسام الصلبة من حولنا، مثل الصخور والزجاج والحديد، وكأنها تهتز؟ السبب هو أن سعة الاهتزازات ضئيلة للغاية بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. وينطبق الأمر نفسه على الجدران والأجسام الأخرى.
هل سبق لك أن ركبت أرجوحة؟ بعد الجلوس عليها، تُدفع للأمام، ثم تتحرك الأرجوحة وأنت ذهابًا وإيابًا. وللحفاظ على الحركة، يجب أن تُدفع أنت والأرجوحة باستمرار. إذا تحركت الأرجوحة للخلف بينما الدفع للأمام، تصبح حركة الأرجوحة غير منتظمة. وللحفاظ على حركة الأرجوحة بانتظام، يجب أن يكون الدفع متزامنًا مع حركة الأرجوحة.
تخيّل الذرات والجزيئات التي تُشكّل زجاج النافذة كأرجوحة تتأرجح ذهابًا وإيابًا. ولزيادة سعة اهتزازات الذرات والجزيئات والحفاظ على نمط منتظم، لا بدّ من وجود قوة دافعة تتوافق مع هذه الاهتزازات.
الصوت موجة تنتقل عبر وسط مادي. عندما يضرب البرق، تبدأ موجات الرعد بالانتشار من نقطة الضربة في جميع الاتجاهات عبر الهواء. تتحرك ذرات وجزيئات الهواء، أثناء انتقال موجات الرعد، ذهابًا وإيابًا. عندما تصطدم موجات الرعد بنافذة أو منزل، تدفع حركة ذرات وجزيئات الهواء ذهابًا وإيابًا الزجاج، الذي يهتز بدوره. وكما هو الحال في الأرجوحة، تتوافق حركة ذرات وجزيئات الهواء مع اهتزازات ذرات وجزيئات الزجاج، مما يزيد من سعة الاهتزازات ويجعلها قابلة للملاحظة. بعبارة أخرى، يكون تردد موجات الرعد هو نفسه التردد الطبيعي لاهتزاز ذرات وجزيئات الزجاج، أو أي جسم آخر يهتز.
يُعدّ اهتزاز زجاج النافذة أو المنزل عند سماع صوت الرعد مثالاً على الرنين الذي يحدث في حياتنا اليومية. ويمكن أن يحدث الرنين أيضاً مع الشوكات الرنانة. فإذا كان لشوكتين رنانتين نفس التردد، فعندما تهتز إحداهما، تهتز الأخرى الساكنة في البداية. وتهتز الشوكة الرنانة الساكنة بفعل ذرات وجزيئات الهواء التي تمر عبرها الموجات الصوتية الصادرة من الشوكة الرنانة المهتزة الأولى. 🙂
