فيزياء الصف العاشر – الوحدة الثانية عشر (خصائص الموجات)
الموجة:
- هي عبارة عن اضطراب ينتقل أو ينقل الطاقة خلال المادة أو الفراغ.
- الموجة تنقل الطاقة دون أن تنتقل المادة معها.
تقسم الموجات تبعًا لاتجاه انتشارها إلى:
- موجات مستعرضة
- موجات طولية
أنواع الموجات حسب اتجاه الجسيمات:
- الموجة المستعرضة:
- هي موجة تتحرك معها الجسيمات من جانب إلى آخر، عموديًا على الاتجاه الذي تنتقل فيه الموجة.
- الموجة الطولية:
- هي موجة تتحرك معها الجسيمات في نفس الاتجاه الذي تنتقل فيه الموجة.
أمثلة على الموجات المستعرضة والطولية:
| الموجات المستعرضة | الموجات الطولية |
|---|---|
| الموجات المائية | الصوت |
| الضوء وجميع الموجات الكهرومغناطيسية | الموجات التي تظهر عند التحريك للأمام إلى الخلف |
تكوين الموجة المستعرضة من قمة وقاع:
- القمة: أعلى نقطة تصل إليها جسيمات الوسط بالنسبة لوضع اتزانها (سكونها) في الموجة المستعرضة.
- القاع: أدنى نقطة تصل إليها جسيمات الوسط بالنسبة لوضع اتزانها (سكونها) في الموجة المستعرضة.
الرسوم التوضيحية (في الصورة):
- رسم توضيحي يبيّن حركة الجسيمات في الموجة المستعرضة.
- رسم آخر يوضّح حركة الجسيمات في الموجة الطولية.
- شرح للتضاغط والتخلخل في الموجة الطولية.
تابع: خصائص الموجات – فيزياء الصف العاشر
الموجة الطولية:
- تتكون من تضاغطات وتخلخلات:
- التضاغط: منطقة تتقارب فيها جزيئات الوسط وتزداد كثافتها.
- التخلخل: منطقة تتباعد فيها جزيئات الوسط وتقل كثافتها.
طول الموجة:
- هو المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين في الموجة المستعرضة.
- أو المسافة بين تضاغطين أو تخلخلين متتاليين في الموجة الطولية.
السعة:
- أقصى إزاحة للموجة عن مستوى الاضطراب (وضع الاتزان).
التردد (f):
- عدد الاهتزازات في الثانية الواحدة أو عدد الموجات التي تعبر نقطة ما في الثانية.
- وحدة القياس: الهيرتز Hz.
قانون التردد:
f = 1 / T
حيث T = الزمن الدوري (زمن اهتزازة كاملة)
سرعة الموجة (v):
- هي المسافة التي تقطعها الموجة في وحدة الزمن (ثانية واحدة).
- وحدة القياس: m/s.
ملاحظات:
- تختلف سرعة الموجات من وسط لآخر.
- مثال:
- سرعة الصوت = 330 m/s
- سرعة الضوء = 3 × 10⁸ m/s
علاقة السرعة بالتردد والطول الموجي:
السرعة (v) = التردد (Hz) × الطول الموجي (m)
V = f × λ
تغير السرعة بتغير الوسط:
- عندما تنتقل الموجة من وسط أقل كثافة إلى وسط أكثر كثافة (مثلاً: من هواء إلى زجاج):
- تقل سرعتها.
- يقل الطول الموجي.
- عندما تعود إلى الوسط الأقل كثافة:
- تعود سرعتها إلى وضعها الطبيعي.
- التردد لا يتغير ويظل ثابتًا دائمًا.
خصائص الموجات – فيزياء الصف العاشر | الصفحة الثالثة
انعكاس الموجات:
- تنعكس الموجات عندما تصطدم بحاجز، فيتغير اتجاه انتقال الموجة.
- تتساوى زاويتَا السقوط والانعكاس (كما هو الحال في قوانين الضوء تمامًا).
- جبهة الموجات: خط يربط بين جميع النقاط التي لها نفس طور الموجة.
انكسار الموجات:
- يحدث عند انتقال الموجة من وسط إلى آخر مختلف في الكثافة.
- مثال: انتقال الموجات من الهواء إلى الماء أو الزجاج.
- يحدث انكسار بسبب اختلاف سرعة الموجة في الأوساط المختلفة.
حيود الموجات:
- يحدث عندما تمر الموجات عبر ثغرة أو فتحة أو قناة.
- تنتشر الموجات في جميع الاتجاهات خلف الحاجز.
تعريف الحيود:
انتشار الموجات في اتجاهات متعددة بعد عبورها من خلال فتحة أو اصطدامها بحاجز.
تطبيقات على الحيود:
- سماع الأصوات في الغرف الأخرى: بسبب حيود الموجات الصوتية عبر الأبواب والنوافذ.
- انتشار الضوء من مصابيح السيارات: بسبب حيود الضوء من المصابيح الأمامية.
- سماع الأذان من المسجد: رغم وجود جدران؛ بسبب حيود الصوت.
العوامل المؤثرة على الحيود:
- يتوقف الحيود على:
- طول الموجة.
- عرض الفتحة.
يكون الحيود أكبر عندما يكون عرض الفتحة مساويًا أو أصغر من طول الموجة.
علل:
لماذا يحدث حيود الموجات الصوتية بسهولة؟
لأن أطوال الموجات الصوتية كبيرة (10 mm إلى 10 m)، وهو ما يجعلها تمر بسهولة عبر الفتحات والأبواب.
لماذا يصعب رؤية حيود الضوء؟
لأن أطوال الموجات الضوئية صغيرة جدًا (أقل من مليون جزء من المتر)، ولا يمكنها المرور بسهولة عبر الفتحات الصغيرة.
تفسير الحيود:
عندما تصل الموجة إلى الحافة أو الفتحة:
- ينحني الجزء العلوي والسفلي للموجة.
- تتكون موجات جديدة خلف الحاجز.
- يكون المركز للموجة في مسار مستقيم.
- تظهر الموجة على شكل قوس دائري خلف الفتحة.
فيزياء الصف العاشر – الوحدة الثانية عشر (خصائص الموجات)
المزيد في الفيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- الفيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- الطيف الكهرومغناطيسي فيزياء الصف العاشر | الوحدة الثالثة عشرة
- الصوت – فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني -الوحدة الرابعة عشرة
- فيزياء الصف العاشر – الوحدة الثانية عشر (خصائص الموجات)
- ظواهر بسيطة للمغناطيسية – الوحدة الخامسة عشرة فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي – فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- تأثير المحرك – فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
){kind=link}
لا تعليق