به من بگو چرا؟

چرا راه رفتن روی برف، سر و صدا ایجاد می‌کند؟

ده‌ها سال پیش فیزیکدانی به نام هامفری در کتابی با عنوان فیزیک هوا از راز به صدا درآمدن برف‌ها هنگام تحت فشار قرار گرفتن صحبت کرده است. او بر این باور است که به صدا درآمدن دانه‌های برف ناشی از کاهش شدت دما در روزهای سرد سال است.

کد خبر: ۴۰۱۱۷۲

به گفته این فیزیکدان وقتی دمای هوا فقط چند درجه کمتر از دمای انجماد باشد و بتوان از دانه‌های برف به آسانی گلوله‌های برفی ساخت، قدم‌های عابران پیاده یا حتی حرکت چرخ خودروها در سطح برف سروصدای زیادی را به راه نمی‌اندازد.

به عبارت دیگر با اعمال فشار یا وارد شدن نیرو در سطوح یخی، دمای ذوب آن کاهش می‌یابد، بنابراین اگر دمای یخ به اندازه‌ای باشد که نزدیک به دمای ذوب باشد یعنی در دمای حدود 5‌/‌0 ـ تا 1 ـ درجه سانتیگراد (30 تا 31 درجه فارنهایت)‌، تنها با اعمال اندک نیرویی در سطح یخ، این یخ به آسانی ذوب خواهد شد.

دانه‌های برفی همان کریستال‌ها یا بلورهای یخی کوچک هستند. وقتی دمای این دانه‌های برفی نزدیک به نقطه ذوب آنها باشد شما می‌توانید با فشار دست و در نتیجه فرآیند ذوب و انجماد مجدد، این دانه‌های برفی را به شکل‌ گلوله‌های برفی کوچکی در آورید. در چنین شرایطی فشار اعمال شده بر سطح بلورهای یخی موجب خواهد شد که فرآیند ذوب و انجماد به آرامی انجام شود و در نتیجه هیچ صدایی را نمی‌شنوید.

از سوی دیگر در شرایطی که هوا بسیار سرد باشد و دمای هوای بسیار پایین‌تر از نقطه انجماد یخ باشد،‌ حتی فشار ناشی از ردپای عابران یا چرخ‌های خودروها نیز موجب ذوب بلورهای یخی نخواهد شد.

در چنین شرایطی دانه‌های برف پودری شکل هستند و به این دلیل هیچ‌گاه نمی‌توانید از این دانه‌های برفی گلوله‌های برفی کوچک بسازید. با وجود این شرایط آب و هوایی حتی اندک فشار اعمال شده در سطح برف نیز موجب شکل‌گیری بلورهای یخی خواهد شد که همچون ذرات خشکی، خردشده و روی هم می‌لغزند.

حرکت ناگهانی و متناوب بلورهای یخی خشک روی همدیگر موجب ایجاد ارتعاش و به صدا در آمدن بلورهای یخی خواهد شد و این همان صدایی است که وقتی در روزهای سرد زمستانی روی برف راه می‌رویم، می‌توانیم به وضوح این صدا را بشنویم.

به گفته ‌هامفری فقط در روزهایی که هوا خیلی سرد باشد شما می‌توانید این صدا را بشنوید، اما وقتی که سرمای هوا خیلی شدید نباشد شما این صدا را احساس نمی‌کنید و این همان واقعیتی است که بسیاری از ما آن را تجربه کرده‌ایم.