الفيزياء 11 فصل ثاني

الموجات الموقوفة والرنين

صفحة 74  أتحقق:
ترتد النبضة المرسلة في حبل نهايته مثبتة في حائط مقلوبة رأسيا؛ حسب القانون الثالث لنيوتن، أثر الحبل في الحائط بقوة نحو الأعلى،

فأثر الحائط في الحبل بقوة مساوية نحو الأسفل، فارتدت الموجة مقلوبة رأسيًا.

صفحة 75 تجربة  1 :
1. انحرفت الموجات المستقيمة بعد تجاوزها الفتحة في الحاجز نحو الجانبين، بحيث أصبحت على شكل دوائر متتالية، ويعرف هذا بحيود الموجات .
2. عندما كان اتساع الفتحة ضعفي الطول الموجي كان الحيود قليلا بحيث بقي جزء من الموجة مستقيم وحدث الانحناء في الجانبين فقط
3. واصلت الموجات تقدمها وهي مستقيمة ولم ألاحظ حدوث حيود، بخلاف الحالتين السابقتين.
4. أستنتج : تحدث ظاهرة الحيود بشكل واضح عندما يكون اتساع الفتحة التي تعبرها الموجات مقاربًا لطولها الموجي،

أما عندما تكون الفتحة أصغر بكثير من الطول الموجي أو أكبر من ه بكثير، فلا تحدث ظاهرة الحيود بشكل واضح.

كلما كان اتساع الفتحة أكبر من الطول الموجي تتلاشى ظاهرة الحيود .

5. أستنتج وجود فتحة في حاجز، وأن يكون اتساع الفتحة قريبًا من الطول الموجي. وينطبق هذا على جميع الموجات

الميكانيكية والكهرمغناطيسية، مثل الصوت والضوء .

صفحة 77 أتحقق:
الحيود هو انحراف الموجات عن مسارها المستقيم عند مرورها بالقرب من حافة حاجز أو عبورها فتحة ضيقة
اتساعها مساو تقريبا للطول الموجي.

صفحة 78  أتحقق:
بعد أن تتساوى الموجتان المتداخلتان في الطول الموجي والتردد، فإنه لكي يحدث تداخل بناء بينهما يجب أن
تكونا متفقتين في الطور؛ أي تلتقي قمة مع قمة وقاع مع قاع.

صفحة79  أتحقق:
العقدة منطقة تكون الإزاحة المحصلة عندها صفرًا في جميع الأوقات، والبطن منطقة تكون الإزاحة المحصلة
فيها عظمى عند جميع الأوقات.

صفحة 81 تجربة  2 :
1. تكون النمط الأول عند أقل تردد ممكن، فتشكلت نصف موجة موقوفة، حيث تكونت عقدتان عند طرفي الخيط المثبتين، وبطن واحد في منتصف الخيط .

2. عند زيادة التردد تكون النمط الثاني من ثلاث عقد عند طرفي الخيط وفي منتصفه، وتكون بطنان بين العقد الثلاثة، وبزيادة التردد مرّة أخرى

تكون النمط الثالث من أربع عقد وثلاث بطون .

3. في النمط الأول كان طول الموجة ضعفي طول الخيط، وفي الثاني كان طول الموجة يساوي طول الخيط، وفي الثالث كان طول الموجة يساوي

   ثلثي طول الخيط. فالعلاقة بينهما

            ${\lambda }_{𝑛}=\frac{2𝐿}{n}$

    حيث

      ,....n= 1,2,3 

4 . أما عدد العقد فهو يساوي رقم النمط + واحد .

5. أتوقع: أن يؤثر ثقل الكتلة المعلقة في خصائص الخيط عن طريق تغيّر قوة الشد، فتتغير سرعة انتشار الموجات، وتتغير الأنماط السابقة.
صفحة 84 أتحقق:
عندما يكون الطول الموجي ( λ=0.4 m ) فإن العقد ستكون عن نهاية كل موجة ومنتصفها، أي عند النقاط التالية: 𝑥=0,0.2,0.4,0.6,0.8 m ،

وبين كل نقطتين منها سيكون بطن، أي أن النقطة ( 𝑥=0.7 m ) هي بطن.

)صفحة 85 أفكر:
أ ) الطول الموجي للعمود مفتوح النهاية: λ₁=2𝐿/n=2×0.91=1.8 cm
الطول الموجي للعمود مغلق النهاية: λ₁=4𝐿/𝑛=4×0.91=3.6 cm
ب) الترد د للعمود مفتوح النهاية: 𝑓₁=𝑣/2𝐿=340/1.8=188.9 Hz
الترد د للعمود مغلق النهاية: 𝑓₁=𝑣/4𝐿=340/3.6=94.4 Hz
صفحة 88 أتحقق:
سوف تعمل هذه القوة عمل قوة معيقة وتستنفد طاقة الموجات، فتقل سعة الاهتزاز أولًا بأول، وتختفي الموجات.
مراجعة الدرس الثاني/ صفحة (89)
1- الفكرة الرئيسة:
الموجات الموقوفة: أنماط اهتزازية ثابتة الأشكال تنتج عن تراكب موجتين متساويتين في التردد والطول الموجي والسعة، تنتقلان في

اتجاهين متعاكسين في الوسط نفسه .شرط حدوثها: حدوث تراكب بين موجتين متساويتين في التردد والسعة والطول الموجي تنتقلان

باتجاهين متعاكسين في الوسط نفسه .أهمية تزويدها بالطاقة: لتعويض الطاقة المفقودة بسبب القوى المعيقة للاهتزاز مثل الاحتكاك .

2 - أقارن
في الأعمدة الهوائية المفتوحة تكون سعة الاهتزاز عظمى عند الطرفين، بينما في الأعمدة الهوائية المغلقة تكون سعة الاهتزاز عظمى عن البداية

وصفرًا عند النهاية المغلقة.في الأعمدة الهوائية المفتوحة تتكون جميع التوافقات ( 𝑛=1,2 ,3,4,… ) بينما في الأعمدة الهوائية المغلقة تتكون التوافقات

الفردية فقط ( 𝑛=1,3 ,5,… .)

  
3 - أفسر:
تغيير طول الوتر عند العزف على آلة وترية مثل العود، يؤدي إلى تغيير الترددات التوافقية بذلك يمكن الحصول على نغمات بدرجات مختلفة أما التجويف

الهوائي فيساعد على حدوث رنين عند التردد الطبيعي للوتر، مما يضخم الصوت.

4 - يُحدث المهندسون تغييرات في الشكل الخارجي للبناء أو الحبال التي تشدّ الجسور المعلقة، حتى لا يكون التردد الطبيعي

لها متفق مع التردد الطبيعي القوى  الخارجية المؤثرة في الجسر كالرياح وأصوات الطائرات وحركة السيرات، فتحدث رنينًا يؤدي لهم البناء أو الجسر .

5- أحلل:
تشكيل 3 عقد يعني تكوّن التوافق الثاني( 𝑛=2 )، وعندها فإن: 

6- الترددان الأول والثالث:

7- أحسب:
يتضح من الشكل أن التوافق المتكوّن هو  الثاني ( عمود هواء مغلق الطرف )، أي أن (𝑛=3 )، وبذلك فإن: