بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة
الله وبركاته
شرح درس
سلوك الموجات – الاهتزازات والموجات
نبدأ على بركة الله
ماذا يحدث للموجة عند وصولها للحد الفاصل بين وسطين ؟
1- عندما تصل الموجة إلى
الحد الفاصل بين وسطين فغنها غالبا ما تنعكس وترتد إلى الخلف داخل الوسط نفسه .
2- قد تمر الموجة كلها
أو جزء منها خلال الحد الفاصل إلى الوسط الآخر .
بمعنى أن الموجة اما ان تنعكس وترتد كاملة داخل الوسط نفسه او ان تمركاملة او
جزء منها إلى الوسط الآخر .
ملاحظة
: يمكن أن يكون هناك موجتان أو أكثر في الوسط
نفسه خلال الزمن نفسه بخلاف الجسيمات المادية ، إذ لا يمكن لجسمين اشغال الحيز
نفسه خلال الزمن نفسه .
بمعنى أن العديد الموجات يمكنها ان تنتقل خلال الوسط نفسه في الوقت نفسه . اما الأجسام المادية فلا يمكنها ذلك .
الموجات عند الحواجز :
الموجة
الساقطة : الموجة التي تصطدم
بالحد الفاصل بين النابضين .
الموجة
المنعكسة : هي انعكاس جزء من
طاقة نبضة الموجة الساقطة إلى الخلف في اتجاه النابض السميك على شكل موجة مرتدة .
انتقال موجة خلال حد فاصل : (انتقال
نبضة من نابض سميك إلى آخر أقل سمكا )
عند انتقال نبضة
الموجة الساقطة من النابض الأسماك إلى النابض الأقل سمكا ..
·
تقل سرعة نبضة الموجة المنتقلة تبقى معتدلة "متجهة لاعلى"
·
ينعكس جزء من طاقة نبضة الموجة الساقطة إلى الخلف في اتجاه النابض
السميك على شكل موجة مرتدة "الموجة المنعكسة " معتدلة "متجهة لأعلى
"
ملاحظة
:
+
خصائص كلا النابضين تحدد اتجاه الموجة المنعكسة إذا كانت معتدلة أو مقلوبة
+ إذا
كانت سرعة الموجات أكبر في النابض الأقل سمكا ستنقلب الموجة .
(انتقال نبضة في نابض متصل مع
حائط )
· تنعكس النبضة عن
الحائط مرتدة إلى النابض .
· سعة النبضة المرتدة
تساوي تقريبا سعة النبضة الساقطة
· تنعكس معظم طاقة الموجة
إلى الخلف وقليل منها ينتقل إلى الحائط .
· النبضة المنعكسة تكون
مقلوبة "متجهة لأسفل "
مبدأ
تراكيب الموجات : الإزاحة الحادثة في
الوسط والناتجة عن موجة أو أكثر تساوي المجموع الجبري للإزاحات الناتجة عن كل موجة
على حدى .
تراكب الموجات :
عندما تلتقي موجتان
تتحركان في اتجاهين متعاكسين فإن هناك ثلاث احتمالات ...
-
أن تلغي احداهما الأخرى
-
أن تنتج موجة لها سعة أقل من سعة كل منهما
-
أن تنتج موجة لها سعة أكبر من سعة كل منهما
التداخل :
هو الأثر الناتج عن تراكب موجتين أو أكثر .
أنواع تداخل الموجات :
- تداخل هدام :
· تداخل هدام تام
· تداخل هدام غير تام
- تداخل بناء :
· تداخل بناء تام
· تداخل بناء غير تام
1)
التداخل الهدام :
-
ينتج عن تراكب موجات لها سعات متساوية في اتجاهات متعاكسة .
-
تتكون العقدة من التقاء قمة الموجة الأولى مع قاع الموجة الثانية في
نفس الموقع .
-
تقل إزاحة الوسط عند النقاط كلها في منطقة التداخل
-
النابضتان تواصلان حركتيهما بعد التداخل وتستعيدان شكلهما الآصلي .
العقدة : النقطة الثابتة التي تلتقي فيها موجتان في الموقع نفسه حيث تصبح
الإزاحة الناتجة صفرا .
2)
التداخل البناء :
-
ينتج عندما تكون إزاحات الموجات في الاتجاه نفسه
-
سعة النبضة الناتجة من التداخل تساوي المجموع الجبري لإزاحتي النبضتين
.
-
النبضتان تواصلان حركتيهما بعد التداخل وتستعيدان شكلهما الأصلي .
البطن : النقطة ذات الإزاحة الكبرى عند التقاء نبضتي موجة .
الموجة الموقوفة
"المستقرة" : الموجة التي تظهر واقفة وساكنة ، تتولد عند تداخل موجتين
تتحركان في اتجاهين متعاكسين .
كيفية توليد الموجة الموقوفة " المستقرة " :
-
تثبت طرف الحبل في نقطة ثابتة ونمسك الطرف الحر باليد .
-
نبدأ بهز الطرف الحر من الحبل فتنطلق الموجات في الحبل من يدنا نحو
الطرف الثابت .
-
ترتد الموجات عند النهاية الثابتة وتنقلب وتعود نحو اليد
-
نجعل الزمن الدوري لاهتزاز اليد مساويا لزمن الدورة الكاملة للموجة
فتزداد سعتها .
-
عند زيادة تردد اهتزاز الحبل يزداد عدد البطون والعقد .
ملاحظة
: في حالة الموجة الموقوفة في نابض مثبت
الطرفين عدد البطون أقل من عدد العقد بمقدار 1
أنواع الموجات:
-
موجة تتحرك في بعد واحد : الموجات في الحبل والنابض
-
موجات تتحرك في بعدين : الموجات على سطح الماء
-
موجات تتحرك في ثلاثة أبعاد : الموجات الكهرومغناطيسية و موجات الصوت .
تمثيل
الموجات في بعدين :
عند إحداث اضطراب
بتردد ثابت في الماء الساكن ..
-
تنتشر قمم وقيعان الموجات الدائرية الناتجة إلى الخارج في جميع
الاتجاهات .
-
يمكن تمثيل الموجات برسم دوائر متتابعة متحدة في مراكزها تعبر عن قمم
الموجة تسمى مقدمة الموجة
-
ترسم مقدمات الموجة بقيم تبين طولها الموجي و لا تبين سعتها .
مقدمة
الموجة : الخط الذي يمثل قمة
الموجة في بعدين
الشعاع : الخط الذي يبين اتجاه الموجة المنتقلة ويرسم عموديا على قمة الموجة
ملاحظة
:
-
تتحرك الموجات في اتجاه متعامد مع قمة الموجة .
-
اتجاه حركة الموجات يمثل بشعاع على شكل خط يصنع زاوية قائمة مع قمة
الموجة .
حوض
الموجات : يستعمل لبيان خصائص
الموجات المنتشرة في بعدين
الانعكاس في حوض الموجات :
-
حوض الأمواج يحوي طبقة ماء ضحلة
-
ألواح الاهتزاز تعمل على توليد نبضات موجية أو موجات ماء بتردد ثابت .
-
عند إضاءة المصباح الموجود فوق الحوض يتكون ظل تحت الحوض يبين موقع
قمم الموجات .
-
اتجاه حركة الموجات تمثل بالمخطط الشعاعي حيث يرسم شعاع ليمثل الموجة
الساقطة وشعاع آخر يمثل آخر يمثل الموجة المنعكسة .
العمود
المقام : الخط الذي يبين اتجاه
الحاجز في مخطط الأشعة ويرسم عموديا على الحاجز .
زاوية
السقوط : الزاوية المحصورة بين
الشعاع الساقط و العمود المقام
زاوية
الانعكاس : الزاوية المحصورة بين
الشعاع المنعكس و العمود المقام
انكسار
الموجات في بعدين : التغير في اتجاه
الموجات عند الحد الفاصل بين وسطين مختلفين
حوض
الموجات : يستعمل لتمثيل سلوك
الموجات عندما تنتقل من وسط إلى آخر
الانكسار في حوض الموجات :
-
حوض الأمواج يحوي طبقة ماء ضحلة و يوضح لوحا زجاجيا في جزء منه .
-
سمك طبقة الماء فوق اللوح الزجاجي أقل من سمكها في بقية الحوض .
-
تعمل ألوح الاهتزاز على توليد نبضات موجية أو نبضات ماء بتردد ثابت
-
عند انتقال الموجة من الماء العميق إلى الماء الضحل فوق اللوح الزجاجي
تنقص سرعتها ويتغير اتجاهها مع بقاء ترددها ثابتا لذا ينقص طولها الموجي
تكون قوس المطر : قطرات المطر تحلل الضوء الأبيض إلى ألوان الطيف السبعة بفعل
الانكسار .
تم بحمد الله
نستقبل أسئلتكم
واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات
" نرد على جميع
التعليقات "
بالتوفيق للجميع ...^_^
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق