كمال قرنى
01-07-2011, 05:35 PM
**الحركة الموجية**
لعلك شاهدت حركة أرجوحة الأطفال، ولاحظت حركةالرقاص والنابض المعلق به كتلة وحركة وتر مشدود.
لو تأملت جيداً هذه الأمثلة من الحركة لوجدتها تتسم بصفة مشتركة، وهي أنها تكرر نفسها باستمرار، وكل حركة تكرر نفسها باستمرار تسمى حركة تذبذبية.
وإذا راقبت حركة أرجوحة الأطفال، تلاحظ أن هذه الحركة تتكرر بشكل منتظم زمنياً. أي تكرر نفسها في فترات زمنية متساوية. وتسمى هذه الحركة حركة دورية (Periodic Motion) .
فالحركة الدورية: حركة تتكرر بالكيفية نفسها في فترات زمنية متساوية.
دعنا نتعرف على الحركة التذبذبية أولاً، نفذ النشاط الآتي:
ثبت وتراً (أو خيطاً مطاطياً) بين النقطتين (أ، ب) الثابتتين وشده بمقدار مناسب. اضرب الوتر عند منتصفه. ماذا تلاحظ ؟ لا شك أنك سوف ترى الوتر، وهو يهتز على جانبي الخط الواصل بين (أ، ب) الذي يسمى موضع سكونه. لاحظ الشكل (أ).
خذ مسطرتك، وثبتها عند حافة مقعدك بإحدى يديك، وشد طرفها الحر باليد الأخرى. ثم اتركه، تلاحظ المسطرة تتحرك كما في الشكل (ب).
إن مثل هذه الحركة مألوفة، وتحدث بكثرة في الحياة اليومية، وتسمى الحركة التذبذبية. ويمكن تعريفها كالآتي: نمط من أنماط الحركة، يتحرك فيها الجسم حول موضع سكونه، بحيث تكرر نفسها باستمرار.
الحركة الموجية ( الاهتزازية)
هي الحركة التي يصنعها الجسم المهتز على جانبي موضع سكونه أو اتزانه الأصلي مثل حركة البندول البسيط .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/pendulum.gif
أو هي الاضطراب أو الحركة التي تحدث في الوسط عندما يتحرك كل جزء من أجزائه حركة اهتزازية تسري بالتتابع من نقطة إلى أخرى .
الرّقاص ( البندول) البسيط (Simple pendulum)
http://www.elearning.jo/datapool/books/1000571/itg01-phy11-186b.jpg</STRONG></STRONG>
يتكون البندول البسيط من كرة فلزية صغير ثقيلة، معلقة في نهاية خيط خفيف غير قابل للشد طوله (ل)، ومعلق طرفه الآخر بنقطة ثابتة لاحظ الشــكل فإذا أزيح البندول من وضع اتزانه (م) إلى نقطة مثل (أ) ثم ترك، فإنه يتذبذب ذهاباً وإياباً. وبإهمال قوى الاحتكاك فإن ( م أ= م ب). وبافتراض أن الإزاحة ( م أ) صغيرة، فإنه يمكن أن تٌعدّ حركة الكرة حركة تذبذبية؛ وتمثل الاهتزازة الكاملة بالمسار : http://www.elearning.jo/datapool/books/1000571/itg01-phy11-186d.jpg(دورة كاملة).وإذا بدأ الجسم من النقطة (أ) الى (ب) ماراً بموضع سكونه (م) ثم عاد الى (أ) ثانيةً، نقول أنه أتم ذبذبةً كاملةً، والتي تعرّف كما يأتي
الذبذبة الكاملة:</STRONG> حركة الجسم المتذبذب في فترة زمنية، هي ما بين مروره بنقطة معينة في مسار حركته مرتين متتاليتين باتجاه واحد وتسمى أكبر ازاحة للجسم المهتز عن موضع سكونه: إتساع الحركة التذبذبية . ويسمى الزمن اللازم لاتمام ذبذبة كاملة: الزمن الدوري (ز)، ويعين الزمن الدوري تجريبياً باستخدام العلاقة
http://i68.servimg.com/u/f68/15/88/04/66/ouu_ou10.jpg
س : هل لاحظت ما يحدث على سطح الماء عندما ترمي حجرا في بركة ماء؟
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/water1.gif
تشاهد اضطرابا على شكل دوائر يكون مركزها موضع سقوط الحجر ، وينتشر الاضطراب إلى أن يصل إلى جوانب البركة.
ما المقصود بالموجة؟
هي الاضطراب الذي ينتقل في اتجاه معين وبسرعة معينة ولا يستلزم ذلك انتقال جزيئات الوسط الذي تسري فيه الموجة ، بل إن الجزيئات تتحرك حركة اهتزازية دورية حول مواضع اتزانها – مواضع استقرارها - ، أي تتحرك حركة توافقية بسيطة يمكن تمثيلها بيانيا بالمنحنى الجيبي .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/shm.gif
تعريف الموجة:
هي اضطراب لحظي ينتقل في الوسط المحيط بمصدر الاضطراب في اتجاه معين وبسرعة معينة ويقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشاره.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/wave.gif
هل الموجة مادة؟
لا تعتبر الموجة مادة، ولكنها تسري خلال المادة دون أن يصحب ذلك انتقال المادة ، وتحمل الموجة الطاقة من مكان إلى آخر،تنتقل الطاقة من مكان لآخر بواسطة تحريك نقاط الوسط المتموج رغم أن جزيئات الوسط نفسه لا تنتقل من مكان إلى آخر في اتجاه انتشار الحركة الموجية.
جميع أشكال الحركة الموجية تنتقل من خلال الموجات.
تكون الموجات :
كيف تتكون الموجات؟
كيف تسري الموجات خلال الأوساط المختلفة؟
بسبب اهتزاز المصدر يحدث اضطرابا في الوسط المادي فتنتج عنه حركة موجية.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/tfl.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/Image1.jpg
المصادر المهتزة:
من المصادر المهتزة :
اهتزاز وتر – اهتزاز فرعي شوكة رنانة – بندول بسيط مهتز – ملف زنبركي مهتز – غشاء طبلة مهتز – اهتزاز حبل – اهتزاز سطح الماء.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/spr.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/water3.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/spring.gif
الموجات الميكانيكية :
هي الموجات التي تنشأ عن مصدر مهتز مثل الشوكة الرنانة أو الوتر المهتز ، وهي تحتاج إلى وسط مادي لانتقالها حيث تهتز جزيئات الوسط بنفس تردد المصدر المهتز وتقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشارها ، ولا يمكنها الانتشار في الفراغ مثل موجات الصوت .
وتسمى موجات مادية كذلك مثل حزمة من الإلكترونات ،أو حزمة من الأيونات
شروط الحصول على موجات ميكانيكية :
1 – وجود مصدر مهتز أو متذبذب .
2 – حدوث نوع من الاضطراب ينتقل من المصدر إلى الوسط المادي.
3 – وجود الوسط المادي المرن الذي يحمل هذا الاهتزاز.
الموجات الكهرومغناطيسية :
هي الموجات التي تنشأ نتيجة لاهتزاز مجالات كهربية ومجالات مغناطيسية متعامدة على بعضها وتنتشر في اتجاه واحد.
وهي لا تحتاج لوسط مادي لانتشارها حيث يمكنها الانتشار في الفراغ بسرعة ثابتة قدرها 3 × 10 8 م/ث
مثل موجات الضوء ، الأشعة السينية .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/emwave.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/Image2.jpg
</B></I>
كيفية انتقال الموجات الميكانيكية :
عندما يهتز المصدر المهتز بكيفية معينة تهتز أجزاء الوسط المحيط به بنفس الكيفية ، وينتقل هذا الاهتزاز من نقطة إلى أخرى في الوسط على التتابع بانتظام على هيئة حركة موجية.
يمكن تصنيف الموجات الميكانيكية إلى نوعين هما :
1 – الموجات الطولية .
2 – الموجات المستعرضة.
أولا : الموجات الطولية
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-0.jpg
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-1.gif
تزداد كثافة الهواء في مناطق التضاغط نتيجة لتقارب جزيئات الهواء ، وتقل في مناطق التخلخل نتيجة لتباعد جزيئات الهواء.
تعريف الموجات الطولية :
هى الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط المادي ذهابا وأيابا في نفس اتجاه حركة انتشار الموجة.
وهي تتكون من تضاغطات وتخلخلات .
مثل : موجات الصوت ، والموجات التضاغطية لزنبرك
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-13.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-14.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-2.gif
التضاغط :
هو الموضع الذي تتقارب فيه جزيئات الوسط من بعضها.
التخلخل :
هو الموضع الذي تتباعد فيه جزيئات الوسط عن بعضها.
كل موجة طولية تتكون من تضاغطات وتخلخلات
http://i68.servimg.com/u/f68/15/88/04/66/ooooo10.jpg
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-9.gif
انتقال الموجات الصوتية في الهواء :
ينتقل الصوت في الهواء أو أي غاز آخر على هيئة موجات طولية تتكون من تضاغطات وتخلخلات .
أي أن موجات الصوت تنتقل في الهواء على هيئة موجات طولية.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-10.gif
ثانيا : الموجات المستعرضة :
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-3.jpg
تعريف الموجة المستعرضة :
الموجات المستعرضة :
هى الموجات التى تهتز فيها جزيئات الوسط فى اتجاه عمودى على اتجاه انتشار الموجة .
وهي تتكون من قمم وقيعان.
مثل : موجات الماء – الموجات في حبل – الموجات الكهرومغناطيسية .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-4.gif
القمة : هي النقطة التي تمثل النهاية العظمى للازاحة في الاتجاه الموجب ، أي هي أعلى نقطة يصل إليها الإضطراب الموجي.
القاع : هو النقطة التي تمثل النهاية العظمى للازاحة في الاتجاه السالب ، أي أخفض نقطة يصل إليها الإضطراب الموجي.
كل موجة مستعرضة تتكون من قمم وقيعان.
الموجات المائية :
على سطح الماء :
تتحرك جزيئات الماء عند السطح حركة اهتزازية إلى أعلى وإلى أسفل عموديا على اتجاه انتشار الموجة ، أي يحدث على سطح الماء موجات مستعرضة .
في عمق الماء :
بينما تتحرك جزيئات الماء في عمق السائل في نفس الوقت في اتجاه حركة الموجة مكونة موجة طولية.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-11.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-12.gif
انتقال الموجات في المواد المختلفة:
قد وجد أن كلا من الموجات الطولية والموجات المستعرضة يمكن إحداثها في الأجسام الصلبة إلا أن سرعة انتشار الموجات الطولية في المواد الصلبة تكون دائما أكبر من سرعة انتشار الموجات المستعرضة فيها وذلك بسبب كبر قوى التماسك بين جزيئات المواد الصلبة.
بينما تحدث موجات طولية فقط في كل من السوائل والغازات ، نظرا لأن السوائل والغازات ليس لها مرونة القص أي الاستجابة للتغير في ترتيب طبقات المادة ، أي إنه لحدوث موجات مستعرضة فإن ذلك يستلزم وجود حد معين من قوى التماسك بين جزيئات الوسط وهذا الحد لا يتوافر في السوائل والغازات
http://i68.servimg.com/u/f68/15/88/04/66/0010.gif
الموجات الدورية
هي الموجات التي تتكرر بانتظام بكيفية واحدة في فترات زمنية متساوية
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-8.gif
إذا كان الإضطراب الذي يكون الموجة ناتجا عن الاهتزاز الذي يتكرر كل فترة زمنية معينة تعرف الموجة عندئذ بأنها موجة دورية ويمكن وصفها بالطول الموجي والتردد.
الحركة الاهتزازية : هي حركة دورية يتحرك فيها الجسم المهتز إلى جانبي موضع استقراره ( إتزانه ) بالتناوب بحيث يكون زمن الحركة إلى أحد الجانبين مساويًا لزمن الحركة إلى الجانب الآخر،
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-11.gif
خصائص الموجات :
الاهتزازة الكاملة : هي الحركة التي يعملها الجسم المهتز عندما يمر بنقطة واحدة معينة في مسار حركته مرتين متتاليتين في نفس الاتجاه.
النبضة : هي الاضطراب الفردي الذي لا يتكرر مثل القمة أو القاع
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-21.gif
الطول الموجي :ويرمز له بالرمز ( http://easyscience.org/ib/style_emoticons/default/lambda.gif ) ويقدر بوحدة متر.
تعريف عام :هو المسافة بين أي نقطتين متتاليتين على الموجة ولهما نفس الطور ( متفقتين) .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-19.gif
الطول الموجي :
في الموجات المستعرضة:
هو المسافة بين أي قمتين متتاليتين أو قاعين متتالين على الموجة.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-13.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-18.gif
في الموجات الطولية :
هو المسافة بين مركزي تضاغطين متتالين أو مركزي تخلخلين متتالين
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-20.gif
العلاقة بين عدد الذبذبات والطول الموجي :
المسافة = عدد الذبذبات × الطول الموجي
التردد ( ت ) :
هو عدد الاهتزازات الكاملة التي يعملها الجسم المهتز فى الثانية الواحدة.
وهو يساوي عدد الأمواج التي تمر بنقطة معينة فى مسار الحركة الموجية فى الثانية الواحدة.
وهو يساوي تردد المصدر المولد لهذه الموجات .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-0.gif
ويقدر بوحدة هرتز أي ذبذبة / ثانية.</B></I>
الزمن الدوري ( ز ثانية ) :هو الزمن الذي يستغرقه الجسم المهتز لإكمال اهتزازة كاملة ( دورة واحدة ).
أو هو الزمن الذي يستغرقه الجسم المهتز ليمر بنقطة واحدة في مسار حركته مرتين متتاليتين في اتجاه واحد.
العلاقة بين الزمن الدوري والتردد:
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-1.gif
سعة الموجة أو اتساع الموجة ( أ ) : هي أقصى إزاحة للجسم المهتز عن موضع اتزانه.
أو هي المسافة بين نقطتين متتاليتين تكون سرعة الجسم المهتز في إحداها صفر ، وفي الأخرى أقصى سرعة.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-9.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-14.gif
سرعة انتشار الموجة ( ع م/ ث ) : هي المسافة التي تقطعها الموجة في زمن قدره ثانية واحدة أثناء انتشارها.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-2.gif
العلاقة بين سرعة انتشار الموجة والطول الموجي :عندما يكون تردد المصدر المهتز ( ت ) هرتز ، و الموجات تقطع مسافة ( ف ) متر خلال فترة زمنية قدرها ( ز ) ثانية ، فإن سرعة انتشار الموجة ( ع ) م/ ث تكون :
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-2a.gif
وعندما تقطع الموجة مسافة ( ف ) تساوي الطول الموجي ( http://easyscience.org/ib/style_emoticons/default/lambda.gif ) ، فإن الزمن المستغرق يصبح مساويا للزمن الدوري ( ز)
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-3.gif
وتعرف المعادلة الأخيرة باسم المعادلة العامة للموجات .
سرعة انتشار الموجة = الطول الموجي × التردد
العلاقة بين الطول الموجي ( http://easyscience.org/ib/style_emoticons/default/lambda.gif ) والتردد ( ت ) عند ثبات السرعة ( ع ) :
مثل حركة موجتين مختلفتين تنتشران بسرعة واحدة في وسط واحد .
كاهتزاز شوكتين رنانتين مختلفتين في التردد في الهواء.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-4.gif
التمثيل البياني بين التردد والطول الموجي :
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-7.gif
العلاقة بين الطول الموجي ( http://easyscience.org/ib/style_emoticons/default/lambda.gif ) و السرعة ( ع ) عند ثبات التردد ( ت )
مثل حركة موجتين متماثلتين في التردد وتنتشران بسرعتين مختلفتين في وسطين مختلفين.
كانتقال موجة مائية بين منطقتين إحداهما عميقة والثانية ضحلة
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-5.gif
التمثيل البياني بين الطول الموجي , والسرعة
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-6.gif
يتبع
To Be Continue
لعلك شاهدت حركة أرجوحة الأطفال، ولاحظت حركةالرقاص والنابض المعلق به كتلة وحركة وتر مشدود.
لو تأملت جيداً هذه الأمثلة من الحركة لوجدتها تتسم بصفة مشتركة، وهي أنها تكرر نفسها باستمرار، وكل حركة تكرر نفسها باستمرار تسمى حركة تذبذبية.
وإذا راقبت حركة أرجوحة الأطفال، تلاحظ أن هذه الحركة تتكرر بشكل منتظم زمنياً. أي تكرر نفسها في فترات زمنية متساوية. وتسمى هذه الحركة حركة دورية (Periodic Motion) .
فالحركة الدورية: حركة تتكرر بالكيفية نفسها في فترات زمنية متساوية.
دعنا نتعرف على الحركة التذبذبية أولاً، نفذ النشاط الآتي:
ثبت وتراً (أو خيطاً مطاطياً) بين النقطتين (أ، ب) الثابتتين وشده بمقدار مناسب. اضرب الوتر عند منتصفه. ماذا تلاحظ ؟ لا شك أنك سوف ترى الوتر، وهو يهتز على جانبي الخط الواصل بين (أ، ب) الذي يسمى موضع سكونه. لاحظ الشكل (أ).
خذ مسطرتك، وثبتها عند حافة مقعدك بإحدى يديك، وشد طرفها الحر باليد الأخرى. ثم اتركه، تلاحظ المسطرة تتحرك كما في الشكل (ب).
إن مثل هذه الحركة مألوفة، وتحدث بكثرة في الحياة اليومية، وتسمى الحركة التذبذبية. ويمكن تعريفها كالآتي: نمط من أنماط الحركة، يتحرك فيها الجسم حول موضع سكونه، بحيث تكرر نفسها باستمرار.
الحركة الموجية ( الاهتزازية)
هي الحركة التي يصنعها الجسم المهتز على جانبي موضع سكونه أو اتزانه الأصلي مثل حركة البندول البسيط .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/pendulum.gif
أو هي الاضطراب أو الحركة التي تحدث في الوسط عندما يتحرك كل جزء من أجزائه حركة اهتزازية تسري بالتتابع من نقطة إلى أخرى .
الرّقاص ( البندول) البسيط (Simple pendulum)
http://www.elearning.jo/datapool/books/1000571/itg01-phy11-186b.jpg</STRONG></STRONG>
يتكون البندول البسيط من كرة فلزية صغير ثقيلة، معلقة في نهاية خيط خفيف غير قابل للشد طوله (ل)، ومعلق طرفه الآخر بنقطة ثابتة لاحظ الشــكل فإذا أزيح البندول من وضع اتزانه (م) إلى نقطة مثل (أ) ثم ترك، فإنه يتذبذب ذهاباً وإياباً. وبإهمال قوى الاحتكاك فإن ( م أ= م ب). وبافتراض أن الإزاحة ( م أ) صغيرة، فإنه يمكن أن تٌعدّ حركة الكرة حركة تذبذبية؛ وتمثل الاهتزازة الكاملة بالمسار : http://www.elearning.jo/datapool/books/1000571/itg01-phy11-186d.jpg(دورة كاملة).وإذا بدأ الجسم من النقطة (أ) الى (ب) ماراً بموضع سكونه (م) ثم عاد الى (أ) ثانيةً، نقول أنه أتم ذبذبةً كاملةً، والتي تعرّف كما يأتي
الذبذبة الكاملة:</STRONG> حركة الجسم المتذبذب في فترة زمنية، هي ما بين مروره بنقطة معينة في مسار حركته مرتين متتاليتين باتجاه واحد وتسمى أكبر ازاحة للجسم المهتز عن موضع سكونه: إتساع الحركة التذبذبية . ويسمى الزمن اللازم لاتمام ذبذبة كاملة: الزمن الدوري (ز)، ويعين الزمن الدوري تجريبياً باستخدام العلاقة
http://i68.servimg.com/u/f68/15/88/04/66/ouu_ou10.jpg
س : هل لاحظت ما يحدث على سطح الماء عندما ترمي حجرا في بركة ماء؟
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/water1.gif
تشاهد اضطرابا على شكل دوائر يكون مركزها موضع سقوط الحجر ، وينتشر الاضطراب إلى أن يصل إلى جوانب البركة.
ما المقصود بالموجة؟
هي الاضطراب الذي ينتقل في اتجاه معين وبسرعة معينة ولا يستلزم ذلك انتقال جزيئات الوسط الذي تسري فيه الموجة ، بل إن الجزيئات تتحرك حركة اهتزازية دورية حول مواضع اتزانها – مواضع استقرارها - ، أي تتحرك حركة توافقية بسيطة يمكن تمثيلها بيانيا بالمنحنى الجيبي .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/shm.gif
تعريف الموجة:
هي اضطراب لحظي ينتقل في الوسط المحيط بمصدر الاضطراب في اتجاه معين وبسرعة معينة ويقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشاره.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/wave.gif
هل الموجة مادة؟
لا تعتبر الموجة مادة، ولكنها تسري خلال المادة دون أن يصحب ذلك انتقال المادة ، وتحمل الموجة الطاقة من مكان إلى آخر،تنتقل الطاقة من مكان لآخر بواسطة تحريك نقاط الوسط المتموج رغم أن جزيئات الوسط نفسه لا تنتقل من مكان إلى آخر في اتجاه انتشار الحركة الموجية.
جميع أشكال الحركة الموجية تنتقل من خلال الموجات.
تكون الموجات :
كيف تتكون الموجات؟
كيف تسري الموجات خلال الأوساط المختلفة؟
بسبب اهتزاز المصدر يحدث اضطرابا في الوسط المادي فتنتج عنه حركة موجية.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/tfl.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/Image1.jpg
المصادر المهتزة:
من المصادر المهتزة :
اهتزاز وتر – اهتزاز فرعي شوكة رنانة – بندول بسيط مهتز – ملف زنبركي مهتز – غشاء طبلة مهتز – اهتزاز حبل – اهتزاز سطح الماء.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/spr.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/water3.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/spring.gif
الموجات الميكانيكية :
هي الموجات التي تنشأ عن مصدر مهتز مثل الشوكة الرنانة أو الوتر المهتز ، وهي تحتاج إلى وسط مادي لانتقالها حيث تهتز جزيئات الوسط بنفس تردد المصدر المهتز وتقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشارها ، ولا يمكنها الانتشار في الفراغ مثل موجات الصوت .
وتسمى موجات مادية كذلك مثل حزمة من الإلكترونات ،أو حزمة من الأيونات
شروط الحصول على موجات ميكانيكية :
1 – وجود مصدر مهتز أو متذبذب .
2 – حدوث نوع من الاضطراب ينتقل من المصدر إلى الوسط المادي.
3 – وجود الوسط المادي المرن الذي يحمل هذا الاهتزاز.
الموجات الكهرومغناطيسية :
هي الموجات التي تنشأ نتيجة لاهتزاز مجالات كهربية ومجالات مغناطيسية متعامدة على بعضها وتنتشر في اتجاه واحد.
وهي لا تحتاج لوسط مادي لانتشارها حيث يمكنها الانتشار في الفراغ بسرعة ثابتة قدرها 3 × 10 8 م/ث
مثل موجات الضوء ، الأشعة السينية .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/emwave.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/Image2.jpg
</B></I>
كيفية انتقال الموجات الميكانيكية :
عندما يهتز المصدر المهتز بكيفية معينة تهتز أجزاء الوسط المحيط به بنفس الكيفية ، وينتقل هذا الاهتزاز من نقطة إلى أخرى في الوسط على التتابع بانتظام على هيئة حركة موجية.
يمكن تصنيف الموجات الميكانيكية إلى نوعين هما :
1 – الموجات الطولية .
2 – الموجات المستعرضة.
أولا : الموجات الطولية
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-0.jpg
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-1.gif
تزداد كثافة الهواء في مناطق التضاغط نتيجة لتقارب جزيئات الهواء ، وتقل في مناطق التخلخل نتيجة لتباعد جزيئات الهواء.
تعريف الموجات الطولية :
هى الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط المادي ذهابا وأيابا في نفس اتجاه حركة انتشار الموجة.
وهي تتكون من تضاغطات وتخلخلات .
مثل : موجات الصوت ، والموجات التضاغطية لزنبرك
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-13.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-14.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-2.gif
التضاغط :
هو الموضع الذي تتقارب فيه جزيئات الوسط من بعضها.
التخلخل :
هو الموضع الذي تتباعد فيه جزيئات الوسط عن بعضها.
كل موجة طولية تتكون من تضاغطات وتخلخلات
http://i68.servimg.com/u/f68/15/88/04/66/ooooo10.jpg
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-9.gif
انتقال الموجات الصوتية في الهواء :
ينتقل الصوت في الهواء أو أي غاز آخر على هيئة موجات طولية تتكون من تضاغطات وتخلخلات .
أي أن موجات الصوت تنتقل في الهواء على هيئة موجات طولية.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-10.gif
ثانيا : الموجات المستعرضة :
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-3.jpg
تعريف الموجة المستعرضة :
الموجات المستعرضة :
هى الموجات التى تهتز فيها جزيئات الوسط فى اتجاه عمودى على اتجاه انتشار الموجة .
وهي تتكون من قمم وقيعان.
مثل : موجات الماء – الموجات في حبل – الموجات الكهرومغناطيسية .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-4.gif
القمة : هي النقطة التي تمثل النهاية العظمى للازاحة في الاتجاه الموجب ، أي هي أعلى نقطة يصل إليها الإضطراب الموجي.
القاع : هو النقطة التي تمثل النهاية العظمى للازاحة في الاتجاه السالب ، أي أخفض نقطة يصل إليها الإضطراب الموجي.
كل موجة مستعرضة تتكون من قمم وقيعان.
الموجات المائية :
على سطح الماء :
تتحرك جزيئات الماء عند السطح حركة اهتزازية إلى أعلى وإلى أسفل عموديا على اتجاه انتشار الموجة ، أي يحدث على سطح الماء موجات مستعرضة .
في عمق الماء :
بينما تتحرك جزيئات الماء في عمق السائل في نفس الوقت في اتجاه حركة الموجة مكونة موجة طولية.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-11.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/2-12.gif
انتقال الموجات في المواد المختلفة:
قد وجد أن كلا من الموجات الطولية والموجات المستعرضة يمكن إحداثها في الأجسام الصلبة إلا أن سرعة انتشار الموجات الطولية في المواد الصلبة تكون دائما أكبر من سرعة انتشار الموجات المستعرضة فيها وذلك بسبب كبر قوى التماسك بين جزيئات المواد الصلبة.
بينما تحدث موجات طولية فقط في كل من السوائل والغازات ، نظرا لأن السوائل والغازات ليس لها مرونة القص أي الاستجابة للتغير في ترتيب طبقات المادة ، أي إنه لحدوث موجات مستعرضة فإن ذلك يستلزم وجود حد معين من قوى التماسك بين جزيئات الوسط وهذا الحد لا يتوافر في السوائل والغازات
http://i68.servimg.com/u/f68/15/88/04/66/0010.gif
الموجات الدورية
هي الموجات التي تتكرر بانتظام بكيفية واحدة في فترات زمنية متساوية
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-8.gif
إذا كان الإضطراب الذي يكون الموجة ناتجا عن الاهتزاز الذي يتكرر كل فترة زمنية معينة تعرف الموجة عندئذ بأنها موجة دورية ويمكن وصفها بالطول الموجي والتردد.
الحركة الاهتزازية : هي حركة دورية يتحرك فيها الجسم المهتز إلى جانبي موضع استقراره ( إتزانه ) بالتناوب بحيث يكون زمن الحركة إلى أحد الجانبين مساويًا لزمن الحركة إلى الجانب الآخر،
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-11.gif
خصائص الموجات :
الاهتزازة الكاملة : هي الحركة التي يعملها الجسم المهتز عندما يمر بنقطة واحدة معينة في مسار حركته مرتين متتاليتين في نفس الاتجاه.
النبضة : هي الاضطراب الفردي الذي لا يتكرر مثل القمة أو القاع
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-21.gif
الطول الموجي :ويرمز له بالرمز ( http://easyscience.org/ib/style_emoticons/default/lambda.gif ) ويقدر بوحدة متر.
تعريف عام :هو المسافة بين أي نقطتين متتاليتين على الموجة ولهما نفس الطور ( متفقتين) .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-19.gif
الطول الموجي :
في الموجات المستعرضة:
هو المسافة بين أي قمتين متتاليتين أو قاعين متتالين على الموجة.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-13.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-18.gif
في الموجات الطولية :
هو المسافة بين مركزي تضاغطين متتالين أو مركزي تخلخلين متتالين
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-20.gif
العلاقة بين عدد الذبذبات والطول الموجي :
المسافة = عدد الذبذبات × الطول الموجي
التردد ( ت ) :
هو عدد الاهتزازات الكاملة التي يعملها الجسم المهتز فى الثانية الواحدة.
وهو يساوي عدد الأمواج التي تمر بنقطة معينة فى مسار الحركة الموجية فى الثانية الواحدة.
وهو يساوي تردد المصدر المولد لهذه الموجات .
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-0.gif
ويقدر بوحدة هرتز أي ذبذبة / ثانية.</B></I>
الزمن الدوري ( ز ثانية ) :هو الزمن الذي يستغرقه الجسم المهتز لإكمال اهتزازة كاملة ( دورة واحدة ).
أو هو الزمن الذي يستغرقه الجسم المهتز ليمر بنقطة واحدة في مسار حركته مرتين متتاليتين في اتجاه واحد.
العلاقة بين الزمن الدوري والتردد:
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-1.gif
سعة الموجة أو اتساع الموجة ( أ ) : هي أقصى إزاحة للجسم المهتز عن موضع اتزانه.
أو هي المسافة بين نقطتين متتاليتين تكون سرعة الجسم المهتز في إحداها صفر ، وفي الأخرى أقصى سرعة.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-9.gif
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-14.gif
سرعة انتشار الموجة ( ع م/ ث ) : هي المسافة التي تقطعها الموجة في زمن قدره ثانية واحدة أثناء انتشارها.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-2.gif
العلاقة بين سرعة انتشار الموجة والطول الموجي :عندما يكون تردد المصدر المهتز ( ت ) هرتز ، و الموجات تقطع مسافة ( ف ) متر خلال فترة زمنية قدرها ( ز ) ثانية ، فإن سرعة انتشار الموجة ( ع ) م/ ث تكون :
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-2a.gif
وعندما تقطع الموجة مسافة ( ف ) تساوي الطول الموجي ( http://easyscience.org/ib/style_emoticons/default/lambda.gif ) ، فإن الزمن المستغرق يصبح مساويا للزمن الدوري ( ز)
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-3.gif
وتعرف المعادلة الأخيرة باسم المعادلة العامة للموجات .
سرعة انتشار الموجة = الطول الموجي × التردد
العلاقة بين الطول الموجي ( http://easyscience.org/ib/style_emoticons/default/lambda.gif ) والتردد ( ت ) عند ثبات السرعة ( ع ) :
مثل حركة موجتين مختلفتين تنتشران بسرعة واحدة في وسط واحد .
كاهتزاز شوكتين رنانتين مختلفتين في التردد في الهواء.
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-4.gif
التمثيل البياني بين التردد والطول الموجي :
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-7.gif
العلاقة بين الطول الموجي ( http://easyscience.org/ib/style_emoticons/default/lambda.gif ) و السرعة ( ع ) عند ثبات التردد ( ت )
مثل حركة موجتين متماثلتين في التردد وتنتشران بسرعتين مختلفتين في وسطين مختلفين.
كانتقال موجة مائية بين منطقتين إحداهما عميقة والثانية ضحلة
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-5.gif
التمثيل البياني بين الطول الموجي , والسرعة
http://www.easyscience.org/school/phys212/teach/one/3-6.gif
يتبع
To Be Continue