كيف يعمل السونار

هل تساءلت يومًا كيف يتم استكشاف وتحديد مواقع الأجسام تحت الماء؟ في الواقع إن السونار هو الجهاز المسؤول عن تحديد عمق قاع البحر واستكشاف حطام السفن ومستعمرات الأسماك، بالإضافة لتحديد المخاطر تحت الماء للملاحة، والجدير بالذكر أن كلًّا من الحيتان والدلافين تستخدم أيضًا نفس أسلوب السونار لتحديد موقع الأشياء البعيدة، فلنتعرف في هذا المقال على كيفية عمل هذا الجهاز بالتفصيل.

تعتمد آلية عمل جهاز السونار على ثلاث نقاطٍ أو أجزاءَ رئيسيةٍ، هذه الأجزاء هي:

يعتمد مبدأ عمل السونار على إرسال نبضاتٍ من الموجات الصوتية التي يمكنها الانتقال عبر المياه، وعند اصطدامها بأشياء مثل الأسماك أو النباتات أو قاع البحر، فإنها تنعكس مرةً أخرى إلى جهاز الاستقبال (محول الطاقة)، ثم يقيس الجهاز المدة التي استغرقتها الموجة الصوتية للانتقال إلى أي جسمٍ ثم العودة إلى محول الطاقة، وببعض القوانين والعمليات الحسابية يمكنه تحديد مسافة وموقع تِلك الأجسام بدقةٍ.

على سبيل المثال يتم تحديد عمق الماء باستخدام السونار عن طريق حساب الوقت المستغرق لانتقال الموجة الصوتية من السفينة إلى قاع البحر والعودة مرةً أخرى، وباعتبار أن متوسط ​​سرعة الصوت في الماء 1500 متر في الثانية، فإذا ما انقضت أربع ثوانٍ بين انبعاث الصوت الصادر وعودة الارتداد إلى المستقبل، هذا يعني أن الصوت استغرق ثانيتين للانتقال إلى قاع البحر وثانيتين للعودة، وبما أن الوقت المستغرق لوصول الصوت هو ثانيتان، فيمكننا أن نفترض أن عمق المياه هو 2 ثانية × 1500 متر يساوي 3000 متر. .

يستخدم السونار أيضًا تردداتٍ مختلفةً تقاس بالكيلو هرتز لرسم خريطةٍ لعمق قاع البحر في مناطقَ مختلفةٍ، فالترددات العالية (> 100 كيلو هرتز) تستخدم في أعماق المياه من 10 إلى 100 مترٍ، في حين تستخدم الترددات الأقل من 30 كيلو هرتز في أعماق المياه الأكثر من 100 متر. .

يصنف السونار لعدة أنواعٍ وفقًا لمبدأ عمله والغاية التي يُستخدم من أجلها:

بعض أنواع السونار تنبعث منها أصواتٌ يمكنك سماعها، والبعض الآخر موجاتها مرتفعة لدرجة أن الأذن البشرية لا تستطيع سماعها، وتسمى هذه الإشارات الموجات فوق الصوتية. .

يستخدم السونار أيضًا للبحث عن النفط في باطن الأرض، حيث يتم إرسال النبضات إلى الأرض، ومن ثم يرتد الصدى من طبقات الأرض المختلفة، وهذا من شأنه أن يساعد الجيولوجيين في معرفة أنواع التربة والصخور الموجودة، كما ويساعدهم على تحديد مناطق الحفر التي من المرجح أن تحتوي على النفط أو الغاز.

يستخدم السونار بشكلٍ واسعٍ أيضًا في التصوير الطبي ويسمى بالتصوير بالأمواج فوق الصوتية، إذ إن الأمواج الصوتية عالية التردد تنتج أصداء مختلفة تنعكس من قبل أعضاء الجسم المختلفة، وهذا يُمكن الأطباء من الكشف عن الأمراض ومراقبة الجنين في فترة الحمل. .