لا نسمع جيدًا تحت الماء رغم أن موجات الصوت تنتقل عبر الماء أسرع من انتقالها عبر الهواء

يبدو الأمر متناقضًا للوهلة الأولى: موجات الصوت تنتقل في الماء بسرعة تصل إلى 1500 متر في الثانية، أي أسرع بحوالي 4.5 مرات من سرعتها في الهواء (343 م/ث)، ومع ذلك نجد صعوبة في سماع الأصوات بوضوح تحت الماء. فما السبب الحقيقي؟

أولًا: كيف نسمع الصوت؟

نحن نسمع عبر اهتزاز طبلة الأذن نتيجة الموجات الصوتية التي تنتقل في الهواء. هذه الموجات تُنقل من خلال سلسلة من العظام في الأذن الوسطى إلى الأذن الداخلية، حيث تُترجم إلى إشارات عصبية.

لكن هذه الآلية مصممة للعمل في وسط غازي (الهواء)، وليس في وسط مائع كثيف مثل الماء.

ثانياً: ما الذي يحدث تحت الماء؟

1. اختلاف الكثافة بين الماء والهواء:

• الماء أكثر كثافة من الهواء، والصوت ينتقل فيه كموجات ضغط بكفاءة أعلى.

• لكن: أجسامنا ليست مصممة لنقل الصوت بكفاءة في وسط مائي؛ فطبلة الأذن، المملوءة بالهواء، لا تهتز بشكل طبيعي في الماء.

2. عدم تطابق المعاوقة الصوتية:

• هناك فرق كبير في “المعاوقة الصوتية” (acoustic impedance) بين الماء وهواء الأذن.

• هذا الفرق يؤدي إلى انعكاس جزء كبير من الموجات الصوتية عند دخولها الأذن، فلا يتم امتصاصها كما في الهواء.

3. غياب التوصيل الهوائي:

• في الماء، يتوقف التوصيل الهوائي (وهو الطريقة الطبيعية التي نسمع بها).

• ما يتبقى هو “التوصيل العظمي” أو “الاهتزاز المباشر للعظام”، وهي طرق أقل فعالية وأقل وضوحًا بالنسبة لنا.

4. تشويش وتغير الاتجاهات:

• تنتقل الأصوات تحت الماء بسرعة وبطرق مختلفة يصعب على الدماغ تفسيرها.

• كما أن تحديد مصدر الصوت (الاتجاه) يصبح أصعب تحت الماء.

تجربة عملية:

إذا غمست رأسك في حوض ماء وبدأ شخص ما بالحديث خارج الماء، ستلاحظ أن الصوت يبدو مكتومًا أو غير واضح، لأن:

• طبلة أذنك محاطة بالماء.

• الموجات الصوتية القادمة من الهواء لا تدخل الماء بكفاءة.