صوت ماء الماء من الصنبور

لقد حل العلماء مؤخرًا اللغز وراء أحد أكثر الأصوات المنزلية شهرة ومزعجة: صوت الماء المتساقط. حاسمة, كما وجدوا حلاً سهلاً لإيقافه, وقد وجد معظمنا هذا الحل في مطابخنا. لقد قام علماء الحنفيين الذين يقطرون اللغز خلف أحد أكثر الأصوات المنزلية شهرة ومزعجة: صوت الماء المتساقط. حاسمة, كما وجدوا حلاً سهلاً لإيقافه, وقد وجد معظمنا هذا الحل في مطابخنا. باستخدام الكاميرات الفائقة وتقنيات التقاط الصوت الحديثة, اكتشف الباحثون في جامعة كامبريدج أن “طقطقة, طقطقة” يتم إنتاج الصوت الذي ينتج عنه انخفاض الماء في أن سطح السائل لا يحدث بسبب الانخفاض نفسه, ولكن من خلال اهتزاز الفقاعات الصغيرة المحاصرة تحت سطح الماء. تجبر الفقاعات سطح الماء على الاهتزاز, دفع الصوت المحمول جواً مثل مكبس. فضلاً عن ذلك, وجد الباحثون أن تغيير التوتر السطحي, مثل إضافة صابون الطبق, يمكن أن تمنع الصوت. تم نشر النتائج في مجلة التقارير العلمية. على الرغم من أن الناس قد استيقظوا على مدى أجيال على صوت الماء المتساقط من صنبور أو سقف متسربة, المصدر الدقيق للصوت لم يكن معروفًا أبدًا. الدكتور أنوراغ أغاروال من قسم الهندسة بجامعة كامبريدج, الذي قاد الدراسة, قال: “لقد تم القيام بالكثير على فيزياء الصنابير المتساقطة, ولكن لم يتم القيام بالكثير على الصوت. “ولكن بفضل تقنية الفيديو والصوت الحديثة, لقد تمكنا أخيرًا من تحديد مصدر الصوت, والتي قد تساعدنا على إيقافه. "Agarwal هو رئيس مختبر الصوتيات والباحث في كلية إيمانويل, الذي قرر أولاً التحقيق في المشكلة عندما زار صديقًا كان لديه تسرب صغير في سقفه. حققت دراسة Agarwal الصوتيات والديناميكا الهوائية للفضاء, الأجهزة المنزلية والتطبيقات الطبية الحيوية. قال: عندما استيقظت على صوت الماء المتساقط, بدأت أفكر في الأمر. “في اليوم التالي, ناقشت القضية مع صديقي وعالم زائر آخر, وقد فوجئنا أنه لم يرد أحد على سبب الصوت. "تعاون Agarwal مع DR. بيتر جوردان من جامعة بويتيرز (الذي قضى وقتًا في كامبريدج من خلال زمالة كلية إيمانويل) وكبير سام فيليبس على تجربة لدراسة المشكلة. يستخدم أجهزتهم كاميرا فائقة السرعة, الميكروفون والهيدروفون لتسجيل قطرات الماء التي تسقط في الخزان. كانت قطرات المياه مصدر فضول للمجتمع العلمي لأكثر من قرن: تم نشر أقدم صور لقطرات المياه التي تضرب في 1908, ومنذ ذلك الحين كافح العلماء للعثور على مصدر الصوت. إن الديناميكا الهيدروديناميكية لقطرات الماء التي تضرب سطح سائل معروفة جيدًا: عندما يصطدم إسقاط الماء بالسطح, يسبب تكوين تجويف, الذي يرتد بسرعة بسبب التوتر السطحي للسائل, تسبب في ارتفاع العمود السائل. انتعش التجويف بسرعة كبيرة بعد ضرب القطر, تسبب في أن تصبح فقاعات الهواء الصغيرة محاصرة تحت الماء. افترضت الدراسات السابقة أن “زين” يحدث الصوت بسبب التأثير نفسه, صدى التجويف أو حقل الصوت تحت الماء ينتشر عبر الماء, ولكن لا يمكن تأكيد هذا بشكل تجريبي. وجد الباحثون في جامعة كامبريدج في تجاربهم ذلك, إلى حد ما مضاد بشكل ملحوظ, الرش الأولي, تم إسكات جميع تجويف وطرد السائل بشكل فعال. مصدر الصوت هو الفقاعات المعتادة. فيليبس, الآن طالب دكتوراه في قسم الهندسة, قال: “باستخدام الكاميرات عالية السرعة والميكروفونات عالية الحساسية, تمكنا من مراقبة تذبذبات الفقاعات مباشرة لأول مرة, توضيح أن الفقاعات هي المحرك الرئيسي للصوت تحت الماء و plink الفريد’ الصوت على متن الطائرة. “لكن, الصوت الموجود في الهواء ليس مجرد مجال صوت تحت الماء ينتشر على السطح, كما كان يعتقد سابقا, من أجل “قاعدة” لتكون مهمة, يجب أن تكون فقاعات الهواء المحاصرة بالقرب من قاع التجويف الناجم عن تأثير السقوط. ثم تقود الفقاعات تذبذب سطح الماء في أسفل التجويف, مثل مكبس يرسل موجات الصوت في الهواء. هذه آلية أكثر فاعلية تدفع من خلالها فقاعات تحت الماء حقل الصوت المحمول جواً مما تم اقتراحه سابقًا. وفقا للباحثين, بينما أجريت الدراسة بفضول نقي, يمكن استخدام النتائج لتطوير طرق أكثر فعالية لقياس هطول الأمطار, أو لتطوير أصوات اصطناعية مقنعة لقطرات المياه في الألعاب أو الأفلام, التي لم تتحقق بعد.