اشترك بخدمة البريد ليصلك جديدنا ..

شرح درس سلوك الموجات – الاهتزازات والموجات

الثلاثاء، 19 ديسمبر 2017


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 

قانون الانعكاس : زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس

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 ...^_^



اترك تعليقا