فيزياء الغوص بقلم حسن فؤاد الطيب خبير الغوص العالمى

   

فيزياء الغوص

يظل الماضي تراثاً مليئاً بالأحداث والعادات والفنون والأدب.
واليوم جئنا لنغوص معكم
في الماضي
في البحر
حيث انطلقت منه أهم أبجديات فيزياء الغوص
حيث كان البحار يعيش في عرض البحر، ولعدة أشهر، يغوص في الأعماق في أماكن ليست بعيدة عن سمك القرش والقناديل
وبدون خزانات الأوكسجين
بل هي فترات قصيرة كانوا يصعدون فيها للسطح ويتزودون بالأكسجين من خلال عملية التنفس الطبيعية لافتقارهم لمعدات الغوص الحديثة..

فماهي الفيزياء التي كانوا يمارسونها حينها ؟؟

وماهي فيزياء الغوص ياترى ؟؟؟


حقيقة جميع المشاكل التي قد تصيب الغواص هي نتيجة لفيزيائيه الغمر بالماء والضغط المتزايد على الجسد البشري مع تزايد العمق...طبعا نحن هنا نتحدث عن مايعرف بالغوص المكتنف والذي يتعرض فيه جــسم الغــواص لضغــط الماء المحيط به..

وللغوص بسلامة نحن بحاجة لفهم عدة أمور، منها:
الطفوية،
آلية الرؤية تحت الماء ، وبالتأكيد هي متعلقة بقوانين انكسار وانعكاس الضوء،
أضف إلى ذلك الصوت وهل يمكن سماعه تحت الماء؟؟
أيضا بعض مبادئ الفيزياء المتعلقة بالغازات من حيث..
الضـــغط ،
الكثـافة،
الحجم.
:

..لنبدأ على بركة الله..

هل جربت مرة الغطس تحت الماء ، لن نقول في بحر ولكن في مسبح عميق نوعا ما ؟؟

هل لاحظت شيئاً غريبا وأنت تحاول لمس قاع المسبح؟؟
أم انك لم تفكر بذلك أبدا ..

.. حسناً..
هل سقطت منك إحدى المرات ساعة يد او حلق او خاتم لتجد ما فقدته هناك في القاع ؟

كيف كنت ترى ذاك الشيء وأنت على السطح؟؟؟

هل ناداك احدهم مرة وأنت في الأعماق وسمعت صوته ام انك فقدت السمع لبضع ساعات؟؟

في الحقيقة
الماء له قدرة على امتصاص الحرارة اكبر من الهواء ..وهنا قد تواجه الغواص مشكلة فسيلوجيه و هي مسألة اتزان حرارة الجسم..

ان إحدى المشاكل التي لا يجب آن يغفل عنها الغواص درجه حرارة جسمه .
نعلم ان الماء موصل جيد للحرارة وبسبب انغماس الغواص في الماء والتصاق الماء بجميع جسده فانه سيفقد حرارة كلما نزل إلى الأعماق.فإذا لم ينتبه الغواص لذلك فسيؤدي إلي هبوط خطير في درجه حرارة جسمه .

الغمر بالماء للجسم يسبب إعادة توزيع مركزي للدم في جسم الغواص والتي تكون نتيجة لبروده الماء التي تؤدي إلى رده فعل فسيلوجيه معروفه وهي انقباض الاوعيه الدموية في الجسم لتحافظ على تدفق الدم في الأعضاء الرئيسية، وهذا الانقباض سيحفز إنتاج هرمون مدر للبول أعزكم الله .
والذي اذا أنتج بزيادة فإن الغواص سيصاب بحاله هبوط كميه الدم في الدورة الدموية.
ثم إن الغاز الموجود في الاسطوانات التي يتنفس منها الغواص هو غاز جاف مما قد يفاقم مشكله فقدان سوائل الجسم لدى الغواص...

،’,*الطفويــــة*،’

تعتبر السيطرة على الطفو من أهم المهارات التي تعتمد عليها سلامة الغواص سواء على سطح الماء أو أثناء السباحة تحت الماء لذا يعتبر فهم نظرية الطفوية من المفاتيح المهمة في علوم الغوص ولنستعرض معا العوامل المؤثرة على طفوية الغواص والطرق الممكنة لإتقان فن السيطرة على الطفوية.

*،’,*،’,*

قاعدة أرشميدس..
..( Archimedes Principle ) :


أرشميدس
هو عالم قديم ولد في مدينة صقلية في سنة 287 ق.م ودرس في جامعة الاسكندرية.
يقال إنه في يوم من الايام أرسل ملك صقلية في طلبه سائلاً إياه إن كان التاج الذي يلبسه من الذهب الخالص…
احتار أرشميدس في إيجاد الجواب
وبقي يفكر فيه كثيراً
وحينما كان يستحم لاحظ أن الحوض يطفح بالماء عندما يجلس فيه
ويقال إنه خرج راكضاً الى الشارع قائلاً (وجدتها .. وجدتها ) وكان قد اكتشف قانون الاجسام الطافية في الماء.


وإكمالاً للقصة فإنه بهذا القانون اكتشف أن تاج الملك ليس من الذهب الخالص.
طبعاً لكل جسم وزن ويهمنا الوزن في قضية الطفو،لأنه يحدد قوة الدفع للسائل ..

حاول انك تحضر حوض .. وتملئة ماء وتحضر كرة هوائية وتغمرها بيدك داخل الماء ..
ستلاحظ مقاومة تدفعك لأعلى ..
هذه هي قوة الدفع ..



:
كيف نعرف قوة الدفع ؟
وجد أرخميدس أنه ( عندما ينغمر جسم - جزئياً أو كلياً - في مائع ( غاز أو سائل )فإن مقدار قوة الدفع التي يتعرض لها تساوي وزن المائع الذي يزيحه الجسم المغمور )

..مثال توضيحي..


نلاحظ هنا أن وزن الجسم يساوي عشرة نيوتن وعندما غمر في السائل أصبح وزنه الظاهري ستة نيوتن
إذاً
قوة الدفع = أربعة نيوتن
وتساوي وزن السائل المزاح .

ومنه يمكننا استنتاج العلاقة التالية ...

مقدار قوة الدفع = ثابت تسارع الجاذبية الارضية × كثافة المائع × حجم الجسم المغمور أو حجم المائع المزاح

*،’,*،’,*

أ - إذا كانت كثافة السائل أكبر من كثافة مادة الجسم أي أن ( ثَ < ث ) , فإن محصلة القوى المؤثرة في الجسم ستكون باتجاه سطح السائل لأن قوة الطفو أكبر من وزن الجسم. وستعمل هذه القوة على رفعه إلى أعلى حتى يبدأ جزء منه بالبروز فوق سطح السائل, وفي هذه الحالة تتناقص قوة الطفو حتى تصبح مساوية لوزن الجسم في الهواء. عندئذ يتوقف الجسم عن الصعود ويستقر على السطح.
وينغمر من الجسم جزء فقط .

ب- إذا كانت كثافة مادة الجسم أكبر من كثافة السائل ( ثَ > ث ) فإن وزن الجسم في الهواء يكون أكبر من وزن السائل المزاح, وهذا يعني أن الجسم سيغوص ويستقر في قعر الإناء.

ج- إذا كانت كثافة مادة الجسم تساوي كثافة السائل ( ثَ = ث ) فإن الجسم سوف يبقى معلقاً في السائل.

،’,*الرؤيــة*،’



يحدث للضوء عند اختراقه للماء عده سلوك أولها انعكاس كميه من الضوء إلى خارج الماء ثم يحدث انكسار للضوء ثم يحدث امتصاص لكميه من الضوء وأخيرا يتبعثر الضوء من الأجسام العالقة لذلك يحدث اختفاء بعض الألوان عند أعماق معينه مثلا اختفاء اللون الأحمر أولا ثم اختفاء اللون البرتقالي ثمالأصفر وهكذا .

إذن لون البحر يعتمد بشكل أساسي على العمق أولا و كل ما كان اللون أزرق غامق دل ذلك على أن العمق كبير جدا أما اللون الأخضر الفاتح فهو عمق بسيط في حدود عشرة أمتار ويعتمد لون البحر على حسب طبيعة القاع و الأحياء الدقيقة المكونة فيه .
:
الجدير بالذكر انك عندما تحاول النظر للأشياء تحت الماء فإنها ستظهر أكبر من حجمها الفعلي بحوال 25 % والسبب كما قلنا ان الضوء الذي يعبر خلال وسط مائي ينكسر أو ينحني وذلك يكون مماثل لشئ ينظر إليه تحت عدسة مكبرة...

،’,*الصوت*،’
يتحرك الصوت في الماء أسرع مما يفعل في الهواء ... ولذلك يجد الغواصون صعوبة في تحديد اتجاه الصوت تحت الماء بسبب أنه ليس هناك مهلة كافية بين وصول الصوت إلى أذن قبل الأخرى .
فإن العقل البشري لا يقدر على استيعاب تأخير وصول الصوت بين أذن وأخرى بسبب السرعة الزائدة للصوت تحت الماء فيقوم المخ بترجمة أن الصوت يأتي من جميع الاتجاهات بالتساوي .
ولذلك نجد أن مصدر الصوت لا يمكن تحديده جيدا..
من جهة اخرى..إن انتقال الصوت في الماء مفيد جدا للإنسان، فالسفن و الغواصات مزودة بأجهزة صوتية لمعرفة العمق أو الاتجاه، و بعد السفن الأخرى أو الصخور.



بإرسال موجة صوتية مفاجئة من مكبر صوت تحت الماء و معرفة الوقت الذي يحتاج إليه الصوت ليعود كصدى من قاع البحر فإن المرء يستطيع أن يعرف عمق الماء تحت السفينة.
و بإرسال موجة صوتية بشكل أفقي و الاستماع للأصداء، فإن المرء يستطيع أن يكشف سفنا أخرى أو صخورا مغمورة، و يمكن بذلك معرفة البعد و الاتجاه الذي تقع فيه.

.. حسناً ..
والآن دعونا نلقي نظرة على قانون يفسر لنا بعض الأمور او المشاكل التي قد تواجه الغواص تحت الماء ونتعرف على كيفية التعامل معها...

،’,*قانون بويل*،’


إذا ازداد الضغط فان الحجم سوف يقل أما الكثافة سوف تزداد
وبالعكس

إذا قل الضغط فان الحجم سوف يزيد أما الكثافة سوف تقل..
طبعا ذلك بثبات درجة الحرارة..

:

جميل دعونا الآن نرى كيف يعمل هذا القانون تحت الماء..

عند الغوص للقاع:

الغوص للقاع يعني ازدياد في الضغط و في هذه الحالة سوف يشعر الغواصون بتخلخل بمقدار الضغط فقط في أماكن الفراغات الهوائية التي في أجسامهم.
ويزداد إحساسهم بالضغط والألم كلما حاولوا النزول أكثر للقاع حيث كلما ازداد الضغط كلما قل حجم الفراغات الهوائية.



ولكن ماهي أمكان تلك الفراغات الهوائية ؟؟

أماكن الفراغات الهوائية عند الغواص هي:
فراغ في الآذن الوسطى،
و فراغات الجيوب الأنفية،
وفراغ الرئة،
والفراغ الموجود في نظارة الغوص ،
وهذه أهم الفراغات الهوائية التي قد تتأثر بعامل الضغط .

ولأننا نعلم أن كثافة الماء أعلى من كثافة الهواء ،فان الإحساس باختلاف الضغط سوف يكون كبير جدا أي كل ما يزداد الضغط كلما يقل حجم الفراغ الهوائي الموجود في الأذن مثلاً مما يؤدي إلى شعورهم بالألم .

الضغط على الأذنين

لتفادي وتجنب الإحساس بالضغط في الأذنين يجب القيام بعملية معادلة الضغط وذلك بقفل الأنف باليد ثم محاولة إخراج هواء (بلطف وليس بقوة) من الأنف وهو مقفل ، إن هذه الطريقة تسمى عند الغواصين (عملية المعادلة)
حيث بجسم الإنسان ممرات أو قنوات يمكن عن طريقها معادلة الضغط الواقع علية ، مثل (قناة استاكيوس) هذه القناة تربط فراغ الأذن الوسطى بالحلق ، عندما تنفخ مع قفل الأنف فان الهواء يندفع عبر هذه القناة إلى الأذن الوسطى ليعيد حجم الفراغ إلى طبيعته ويلغي عملية الانعصار والشعور بالألم . تتم هذه الطريقة اثنا النزول فقط إلى القاع آي (أثناء ازدياد الضغط الواقع عليك) .



وإذا حاولت النزول إلى قاع المسبح بدون أن تعمل معادلة الضغط سوف تشعر بالألم هذه الألم ناتج من عملية انعصار أو انضغاط للفراغ الهوائي .

ملاحظـــــة
لا تستعمل سدادات الأذن أثناء الغطس لأن هذه السدادات قد تدخل إلى داخل الأذن أثناء النزول عدة أمتار فقط بفعل الضغط وسيحدث ذلك مشكلة كبيرة..

أثناء الإصابة بالزكام أو البرد فأنة من الصعب عليك عمل معادلة الضغط ، لا نه في هذه الحالة قنوات المعادلة تكون محتقنة.

انضغاط نظارة الغوص


تعتبر النظارة نافذة الغواص على العالم تحت الماء وتسمح له بالرؤية بوضوح لوجود فراغ هوائي أمام عينيه , ويجب أن تحوي نظارة الغوص أنف الغواص داخلها ليس كنظارة السباحة وذلك لمعدلة الضغط داخلها وكذلك تنظيف الماء من داخلها عند دخوله..
وتتكون النظارة من لوحة وجه زجاجية وتدعى العدسة , حافة مريحة وحزام الرأس وتتوفر تصاميم وأشكال مختلفة ومنها ما يجمع عدة ميزات ..ولا نغالي في التأكيد إذا قلنا بأنه من الأهمية بمكان الحصول على نظارة جيدة وذلك لأن الغوص نشاط يعتمد على الرؤية إلى حد كبير..

إذا كنت تسبح مستعملا نظارة سباحة أو نظارة غوص وحاولت أن تلمس قاع المسبح ، فان الفراغ الهوائي الموجود في النظارة ( ما بين عينيك وزجاجة النظارة ) سوف يتعرض للانضغاط ولمعادلة فراغ النظارة ما عليك إلا أن تنفخ قليلا من الهواء من الأنف إلى داخل النظارة (لا تقفل الأنف في هذه الحالة)،هذا في حالة وجود برواز الأنف في النظارة ،



أما نظارات السباحة التي لا تحتوي على برواز الأنف فانك لا تستطيع أن تضيف هواء إلى فراغ النظارة ،في حالة استعمالك لنظارة السباحة (بدون برواز الأنف) لا تحاول النزول لقاع المسبح .

فراغ الرئة



أما بالنسبة لفراغ الرئة إذا كنت تستعمل معدات الغطس فان الضغط بداخلها سوف يتعادل تلقائي ،أما إذا كنت غطاس حر (بدون معدات الغطس) ثم قمت بحبس النفس أثناء النزول فان حجم الرئة سوف تقل (تنضغط ) بسبب ازدياد الضغط ،أما أثناء الصعود سوف تعود حجم الرئة إلى طبيعتها.

لاحظ حجم الرئه وقيم الضغط الجزئي كلما زاد العمق..

عند الصعود للسطح



الصعود للسطح يعني تناقص في الضغط... يجب أثناء الصعود أن يكون الضغط في الرئتين متـناسبًا مع تناقص ضغط الماء وإلاّ حدثت حالة خطيرة تسمّى الانصمام الهوائي.



يتنفس الغواص جزيئات من الهواء تحت الماء أكثر مما يتنفسه على سطح الأرض.
وذلك لكون هواء التنفس تحت الماء مضغوطًا. وحينما يعلو الغاطس على السطح، فإن الهواء في الرئتين يتمدد، وذلك لكون الضغط أقل. وإذا لم يتمكن من إخراج هواء الزفير، ربما يتسبب في تمزق الرئتين، وتندفع فقاعات الهواء إلى الدم. ويمكن لهــذه الفــقاعات أن تســد مجرى الدم، وتتسبب في شلل أو موت الغواص.
ويمكن تجنب الانصمام الهوائي بممارسة التنفس الطبيعي والصعود التدريجي.
:
هناك حالة تعرف بشلل الغواص أو تفقع الدم ويسمى أيضاً داء الغواص، وتحـــدث عندما تتكون فقاعات النيتروجين في الدم.
ويكوِّن النيتروجين أكثر من ثلاثة أرباع هواء التنفس الطبيعي للإنسان ويمتص الغواص الذي تنفس الهواء المضغوط كمية كبيرة من النيتروجين الذي ينفذ إلى الدم
ويخرج النيتروجين الزائد بوساطة الزفير أثناء صعود الغواص.
ولكن في حالة صعود الغواص بصورة سريعة تتكون فقاعات النيتروجين في الدم.
ويمكن لفقاعات النيتروجين أن تسد مجرى الدم، ومن ثم تسبب الشلل أو تقضي على حياة الغواص.
لذلك يمكن أن يتجنب الغواص حالة الشلل بالارتفاع التدريجي بحيث يسمح للنتروجين الزائد بالخروج من خلال التنفس.
اذا تنفست بطريقة عادية أثناء الصعود إلى السطح سوف تبقى الرئة بحجمها الطبيعي دون أي تغيير أما إذا حبست نفسك ولم تسمح للهواء المتمدد بالرئة بالخروج فسوف يحدث للرئة تمزق وتهتك بفعل الهواء الزائد وتعتبر هذه الحالة من أسوء إصابات الغوص إن حدثت.

أبدأفي الشرح

مقدمة
إن مجرد كلمة فيزياء يكفي عادة لأن يبعث الخوف في معظم الناس ولكن بالرغم من ذلك عندم تكون تلك العبارة متصلة بالغوص فإنها تشير ببساطة إلى ظاهرتين اساسيتين :
1- كيفية تأثير الطاقة (كالصوت والضوء والطفو ) تحت الماء
2- كيفية تأثير المواد – وخاصة الغازات – في بيئة بها ضغط عال

فكلا الظاهرتين هامتان لفهم العالم تحت المائي وكيفية تأثرنا به فإذا درسنا فيزياء الغوص اصبح من السهل علينا معرفة والتأقلم على البيئة المحيطة بنا والتعامل معها بالمعرفة بعد دراسة الفيزياء تستطيع تفسير أو تحليل الكثير من الظواهر الطبيعية في الغوص .

إن أهم علاقة يجب أن تفهمها جيدا هي العلاقة ما بين الضغط و الحجم و الكثافة وعلاقتها في الغوص .

الرؤية

ينتج الانكسار عن طريق تحرك الضوء بسرعة مختلفة بينما يمر خلال مواد مختلفة فتتغير السرعة التي يتحرك بها الضوء عند عبور مواد شفافة لها كثافات مختلفة ويتسبب هذا التغير فـي السرعة فـي انكسار مجموعة الضوء

لذلك عند النظر للأشياء تحت الماء فإنها تظهر أكبر من حجمها الفعلي بحوال 25 % فالضوء الذي يعبر خلال وسط مائي ينكسر أو ينحني وذلك يكون مماثل لشئ ينظر إليه تحت عدسة مكبرة .

الإنعكاس البصري

الإنعكاس البصري يشير إلـــى ان الشئ يميل لأن يظهر أبعد مـــــن المسافة الحقيقية لأن ظاهرة الإنعكاس البصري مسألة شعور بشري أكثر منها مسألة فيزيائية وذلك نتيجة عدم وجود الدلائل البصرية المألوفة الأخرى التي تعودنا على رؤيتها على السطح .

وجد العلماء ان هناك عوامل تؤثر على ظاهرة الإنعكاس البصري وهو العكر أو تعكير الماء ومن الواضح أنه واحد من العوامل الأساسية .

الصوت

يتحرك الصوت في الماء حوالي 4 مرات أسرع مما يفعل في الهواء .

يجد الغواصون صعوبة في تحديد اتجاه الصوت تحت الماء بسبب أنه ليس هناك مهلة كافية بين وصول الصوت إلى اذن قبل الأخرى . فإن العقل البشري لا يقدر على استيعاب تأخير وصول الصوت بين أذن وأخرى بسسب السرعة الزائدة للصوت تحت الماء فيقوم المخ بترجمة أن الصوت يأتي من جميع الأتجاهات بالتساوي . ولذلك نجد أن مصدر الصوت لا يمكن تحديده جيدا .

الكثافة

هي مدى تقارب الجزيئات بعضها مع بعض ،مثال (إن كثافة الماء أعلى أو اكبر من كثافة البخار بمقدار 100 مرة) أي أن جزيئات الماء متقاربة مع بعضها اكثر بــ 100مرة، من تقارب جزيئات البخار مع بعضها.

الضغط الجوي

هو وزن عمود الهواء من ساحل البحر إلى نهاية الغلاف الجوي الواقع علينا ومقداره ضغط جوي واحد، على ساحل البحر يقل الضغط الجوي تدريجياً كلما صعدنا إلى الأعلى مثال (وزن عمود الهواء على قمم الجبال اقل ضغطاً منه على ساحل البحر) و يزداد الضغط الجوي بمعدل كبير تحت الماء بسبب) كثافة الماء العالية) بمقدار ضغط جوي واحد كل 10 أمتار أو كل 33 قدم تحت الماء.ويصبح إجمالي الضغط على عمق 10متر أو 33قدم (2 ضغط جوي( بعد إضافة مقدار الضغط الجوي.

في حالة ازدياد الضغط ( الغوص للقاع ):

أننا نعيش تحت الضغط الجوى هذا الضغط ناتج من وزن عمود هواء الغلاف الجوى،لكن لا نشعر بهذا الضغط إلا إذا صعدنا مرتفعات عالية أو إذا هبطنا من هذه المرتفعات، في هذه الحالة سوف نشعر بتخلخل بمقدار الضغط (فقط في الفراغان الهوائية التي في أجسامنا) خاصة في منطقة الأذن. يزداد إحساسك بالضغط والألم إذا قمت بالغطس في المسبح و محاولتك لمس قاع المسبح. كما نعلم أن كثافة الماء أعلى من كثافة الهواء بــ 800 مرة ،فان الإحساس باختلاف الضغط سوف يكون كبير جداً أي كل ما يزداد الضغط كلما يقل حجم الفراغ الهوائي الموجود في الأذن مما يؤدي إلى شعورك بالألم.

ولتفادي وتجنب الإحساس بالضغط في أذنيك يجب عليك القيام بعملية معادلة الضغط وذلك بقفل الأنف بيدك ثم محاولة إخراج هواء (بلطف وليس بقوة) من الأنف وهو مقفل، إن هذه الطريقة تسمى عند الغواصين (عملية المعادلة) تتم هذه الطريقه اثنا النزول فقط إلى قاع المسبح آي (أثناء ازدياد الضغط الواقع عليك).

في حالة تناقص الضغط (الصعود للسطح) :

أثناء الغوص بالمعدات فان الرئة تبقى بحجمها الطبيعي مملئه بالهواء ، سوف يتمدد هذا الهواء في حالة الصعود إلى السطح، إذاً تنفست بطريقة عادية أثناء الصعود إلى السطح سوف تبقى الرئة بحجمها الطبيعي دون أي تغيير.أما إذا حبست نفسك ولم تسمح للهواء المتمدد بالرئة بالخروج فسوف يحدث للرئة تمزق وتهتك بفعل الهواء الزائد.تعتبر من أسوء إصابات الغوص إن حدثت.

الانعصار أو الانضغاط

إذا حاولت النزول إلى قاع المسبح بدون أن تعمل معادلة الضغط سوف تشعر بالألم هذه الألم ناتج من عملية انعصار أو انضغاط للفراغ الهوائي.

كلما ازداد الضغط كلما قل حجم الفراغات الهوائية, إن بجسم الإنسان ممرات أو قنوات يمكن عــن طريقها معادلة الضغط الواقع علية، مثل (قناة استاكيوس) هذهالقناة تربط فراغ الأذن الوسطى بالحلق، عندما تنفخ مع قفل الأنف فان الهواء يندفع عبر هذه القناة إلى الأذن الوسطى ليعيد حجم الفراغ إلى طبيعته ويلغي عملية الانعصار والشعور بالألم.

لماذا يكون الماء أقدر على تبديد حرارة الجسم اسرع من الهواء ؟؟؟ ( هام جداً )

إن الماء أقــدر على توصيل الحرارة بكفاءة أكثر مـــن الهواء لأن الماء أكثر كثافة مـن الهواء فيوصل الماء الحرارة بكفاءة أكثر من الهواء لأن جزيئات الماء أقرب إلى بعضها ويجعل ذلك أسهل في توصيل الحرارة وبالإضافة إلى ذلك فإن طبيعة جزئ الماء الناتجة عن وصلات الهيدروجين فتمكن الماء من امتصاص حرارة أكثر مما تقدر عليه سوائل أخرى .

بينما قدرة الماء على توصيل الحرارة حوالي 20 مرة أسرع من الهواء فإن ذلك هوسبب أن الغواصين تحت الماء يشعرون بالبرودة بسرعة جدا .

لماذا ينتقل الصوت في الماء اسرع مما ينتقل في الهواء ( مهم جداً)

تحتوي موجات الضوء على طاقة كهرومغناطيسية بينما تتكون موجان الصوت مــن طاقة سمعية فالضوء شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية والتي تظهر لنا فإن اشكالها كالأشعة الكونية وأشعة x لا تظهر لنا أما الصوت فيتسبب عندما شئ ما في تحريك سلسلة من الاهتزازات التي تقوم بتكوين طاقة سمعية التي تنتقل ونشعر بها .

ما تأثير كثافة ومرونة وسط ما على توصيل الصوت ؟ فكلما كان الوسط أكثر كثافة وأكثر مرونة كلما كان توصيل الصوت أفضل ينتج الصوت عن اهتزازات وإن الهواء لا يمكنه توصيل الاهتزازات بكفاءة ولذلك لايؤول الصوت أن ينتقل جيدا في الهواء .
فجزيئات تلك الاوساط تكون اقرب لبعضها من جزيئات الهواء وهو ما يجعله من الاسهل لها ان تنقل الاهتزازات .

لماذا لا يقدر الانسان على الكلام في تلك البيئة ؟
إن الاحبال الصوتية لابد من ان تعمل في بيئة هوائية .

الضغط الكلي و المحيط و المقياس

الضغط الكلي : هو مجموع كل من الضغط الذي يسببه العمود المائي والضغط الذي يسببه الجو .

الضغط المحيط : هو الضغط الذي يحيط بالشئ فإنه يعني نفس الشئ كالضغط الكلي .

ضغط المقياس : ضغط المقياس يتجاهل الضغط الجوي مثل مقياس الاعماق فهو الضغط الذي يسببه عمود الهواء .

ونتناول الان بعض قوانين الغوص تطبيقاً على الكلام السابق وهي مهمة جدا جدا جدا للغواصين وتعرف ايضاً بقوانين الغازات

قانون بويل

عند درجة حرارة ثابتة فإن حجم غاز معين يتناسب عكسيا مع الضغط الكلي الواقع على هذا الغاز

بمعنى إذا زاد الضغط على الغاز إلى الضعف . نقص حجمه الاصلي مع ثبات الحرارة

قانون دالتون

في خليط من الغازات كل غاز منها له ضغط نسبي يتناسب مع كمية الغاز الموجودة في الخليط .

بمعنى أنه عادة الهواء فوق السطح مكون من خليط (79% نيتروجين و21%أكسجين ) عند 1ض.ج إذن الضغط النسبي لكل غاز (النيتروجين 0.79ض.ج – الاكسجين 0.21ض.ج )فلو تضاعف الضغط الجوي فبالتالي يتضاعف الضغط النسبي للغازات ايضا

أهمية هذا القانون هي ان التأثير الفسيولوجي لاي غاز على الجسد يرتبط بالضغط النسبي لهذا الغاز .

قانون هنري

كمية الغاز التي تذوب في سائل معين تتناسب تناسبا طرديا مع الضغط النسبي لهذا الغاز

بمعنى عندما يصعد الغواص إلى السطح فإن كمية الغاز القابلة للذوبان في دمه تقل لذلك فهناك كمية من الغاز سوف تغادر حالة الذوبان في الدم لتخرج إلى الهواء ثانيا أي الصعود بسرعة فإن الغاز يجب أن يترك الدم بسرعة (مثلما يحدث عندما نفتح زجاجة المياه الغازية فجأة )

قانون شارلز

عند ثبات الضغط فإن حجم أي غاز يتناسب طرديا مع درجة الحرارة .

هذا القانون يقول لنا أنه لو زادت درجة الحرارة فإنه يجب على ضغط الغاز او حجمه ان يزداد والعكس يحدث اذا قلت درجة الحرارة .
مثال : أنبوبة الغوص المملوءة بالهواء ومعرضة لسخونة زائدة فإن حجمها لا يتغير لأنه صلب وينتج عن ذلك ازدياد الضغط في الانبوبة فإذا ازدات عن (200) ض.ج فينتج عن ذلك انفجار الانبوبه .

[

قاعدة ارشميدس

إذا غمر جسم ما في سائل فإن الجسم يلاقي قوة دفع من أسفل إلى أعلى تساوي وزن الماء المزاح و تعادل حجم الجسم .

حسن فؤاد الطيب