شرح الوحدة الاولى الامواج

[الاستاذ محمد الطنطاوى]

الحركة الموجية 2

الموجات المسافرة ( الجارية ) هي الموجات التي تنتشر دون إعاقة ويسببها مصدر يتحرك حركة اهتزازية
أو هي الموجات التي يتم فيها انتقال الطور بسرعة محددة

القمة : Crest هي أعلى نقطة يصل إليها الاضطراب الموجي أو هي النهاية العظمى للإزاحة لجزيئات الوسط في الاتجاه الموجب
القاع : Trough هي أسفل نقطة يصل إليها الاضطراب الموجي أو هي النهاية العظمى للإزاحة لجزيئات الوسط في الاتجاه السالب
في الموجة المسافرة تهتز جزيئات الوسط حول مواقع اتزانها ولكن لا تنتقل مع الطور أو مع الطاقة التي تنقلها الموجات
1- الطول الموجي
في الموجات المستعرضة :
هو المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين أو أي نقطتين متتاليتين لهما نفس الطور
أو هو أقصر بعد بين نقطتين متطاورتين
في الموجات الطولية :
هو المسافة بين مركزي تضاغطين متتاليين أو مركزي تخلخلين متتاليين أو أي نقطتين متتاليتين لهما نفس الطور
أو هو أقصر مسافة بين مركزي تكثفين أو تخلخلين متجاورين

التردد f
التردد هو عدد الاهتزازات الكاملة التي يحدثها المصدر في الثانية
أو هو عدد الأمواج التي تمر بنقطة معينة في مسار الحركة الموجية في الثانية الواحدة
ماذا نعني بان تردد شوكة رنانة 200 هيرتز ؟
المعنى أنه يصدر عن هذه الشوكة 200 موجة في الثانية الواحدة تنتشر في الوسط المحيط

السرعة v
هى المسافة التي تقطعها الموجة في وحدة الزمن
عرف الموجة المسافرة
ما المقصود بأن طول موجة مستعرضة = 10 cm
سؤال من امتحان الدور الأول 98/99 م ـ عمان ـ = أكمل : شوكة رنانة ترددها 250 هيرتز . عند طرقها تنتشر في الهواء موجات صوتية عددها في الثانية الواحدة يساوي --
إذا كان الزمن الذي يمضي منذ مرور القمة الأولى والقمة العاشرة بنقطة في مسار حركة موجية يساوي ( 0.2 ) ثانية فأن تردد المصدر بالهيرتز يساوي ..---------

إيجاد العلاقة بين سرعة انتشار الموجة وترددها وسرعة انتشارها
بما أن السرعة = المسافة / الزمن
بما أن قمة الموجة تقطع مسافة =الطول الموجي خلال زمن يساوي الزمن الدوري

ملاحظات هامة
1- سرعة انتشار الموجات في الوسط الايزوتروبي ثابتة
2- سرعة الموجة تتحدد فقط بخواص الوسط الفيزيائية وحالته لذلك تنتشر الموجات الميكانيكية ذات التردد المختلف في الوسط المعين بسرعة واحدة ( بشرط أن لا يكون الاختلاف في التردد كبيرا جدا )
3- إذا كان لدينا موجتان متساويتان في السرعة يكون التناسب بين التردد والطول الموجي عكسيا
4- اذا رسمنا العلاقة بين و نحصل على خط مستقيم مائل يمر بنقطة الأصل وميله يساوي السرعة
5- عند انتقال الموجات من وسط إلى آخر يبقى التردد ثابتا والزمن الدوري بينما يتغير الطول الموجي والسرعة بتناسب طردي
6- العلاقة بين الطول الموجي وسرعة انتشار الموجات عند ثبوت التردد علاقة طردية
7- إذا رسمنا العلاقة بين السرعة والطول الموجي نحصل على خط مستقيم يمر بنقطة الأصل وميله يساوي التردد
8- سرعة انتشار الأمواج المستعرضة في وتر ( حبل ) تعين من العلاقة الآتية حيث قوة الشد في الحبل كتلة وحدة الأطوال من السلك
سؤال من امتحان 99/2000 الدور الأول عمان ::
العلاقة بين طول الموجة والتردد للموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ يمثلها الشكل

عدد العوامل التي تتوقف عليها سرعة انتشار الأمواج المستعرضة في وتر ؟
لإيجاد عدد الموجات
عدد الموجات = التردد × الزمن الكلي
عدد الموجات = المسافة الكلية / طول الموجة الواحدة

تطبيقات رياضية

- احسب عدد لموجات التي تحدثها شوكة رنانة لتصل إلى شخص يبعد عنها 90 مترا علما بأن تردد الشوكة 640 هيرتز وسرعة الصوت في الهواء m/s 320
المعطيات X= 90 m f= 640 Hz v= 320 m/s

- نقطتان س ، ص المسافة بينهما 600 مترا تتحرك موجات مسافرة بينهما بسرعة 300 m/s وتردد 1000 Hz احسب عدد الموجات الموجودة في المسافة س ص بعد مضي ثانيتين ؟

الحـــــــــــــل

المعطيات X = 600m f= 1000 Hz v= 300 m/s t = 2 s

حل آخـــــــر
4- تنتشر موجات ترددها 20 هيرتز على امتداد حبل إذا كانت المسافة بين قمة وقاع متتاليين 1.5 مترا ، احسب سرعة انتشار الموجات في الحبل ؟
مصدر تردده 500 Hz يصدر موجات بطول موجي 0.2 m احسب الزمن الذي تحتاجه هذه الموجات لتقطع مسافة 300 مترا ؟

المعطــــــــيات لمدا= f= 500 Hz X=300m t=?? m 0.2
500x0.2=100 m/s= الطول الموجي × التردد = السرعة
t=X/v=300/100=3s

علل إذا زادت قوة شد الحبل إلى أربعة أمثال قيمتها مع- ثبات كتلة وحدة الأطوال – فان سرعة انتشار الموجة في الحبل تزداد إلى ضعف قيمتها فقط ؟