الفيزياء فصل ثاني

مراجعة درس الموجات وصفاتها

1. الفكرةُ الرئيسةُ: أصفُ كلًّ منْ نوعَيْ الموجاتِ: المستعرضةِ والطوليةِ، وأذكرُ مثالاً على كلِّ نوعٍ.

الموجات المستعرضة يكون فيها اهتزاز دقائق الوسط عموديًّا على اتجاه انتشارها، مثال: موجات الحبل.
والموجات الطولية يكون فيها اهتزاز دقائق الوسط موازيًا لاتجاه انتشارها، مثال: موجات الصوت.

 

2. أوضحُ المقصودَ بكلٍّ منَ:

الطولِ الموجيِّ، السعةِ، الترددِ، الزمنِ الدوريِّ.

الحل:

الطول الموجي: المسافة بين قمتين متتاليتين، أو بين قاعين متتاليين.
السعة: تعرّف بأقصى إزاحة تحدثها الموجة لدقائق الوسط الناقل بالنسبة إلى موقع اتزانها.
التردد: عدد الموجات الكاملة (n) التي تعبر نقطة ثابتة في الوسط خلال ثانية واحدة.
الزمن الدوري: المدة الزمنية اللازمة لعبور موجة كاملة واحدة نقطة ثابتة في الوسط.

 

3-أقارنُ بينَ الموجاتِ: الميكانيكيةِ والكهرومغناطيسيةِ منْ حيثُ: طبيعةُ الوسطِ الناقلِ، ونوعُ الطاقةِ المنقولةِ، وطريقةُ الاهتزازِ.

 

4. تتابعُ سارةُ برنامجًا تلفزيونيًّا للهواةِ على قناةٍ فضائيةٍ، وتستمعُ إلى صديقتِها سالي وهيَ تعزفُ قيثارتَها في بثٍّ مباشرٍ. أحددُ نوعَ الموجاتِ إنْ كانتْ مستعرضةً أوْ طوليةً في الفقراتِ الآتيةِ:

أ . اهتزازُ أوتارِ قيثارةِ سالي. مستعرضة
ب. موجاتُ الصوتِ المنبعثةُ منَ القيثارةِ إلى جهازِ الميكرفونِ. طولية
ج. موجاتُ الراديو للقناةِ التلفزيونيةِ المنبعثةِ منَ القمرِ الصناعيِّ. مستعرضة
د. موجاتُ الصوتِ المنبعثةُ خلالَ الهواءِ منْ سماعةِ التلفازِ إلى أذنَيْ سارةَ. طولية
هـ. موجاتُ الصوتِ التي تنتقلُ خلالَ جدارِ غرفةِ سارةَ إلى الغرفةِ المجاورةِ. طولية

 

5. أقارنُ: بينَ الموجاتِ الكهرمغناطيسيةِ المبينةِ في الجدولِ الآتي:

6. أحسبُ: موجتانِ كهرمغناطيسيتانِ؛ الطولُ الموجيُّ للأولى ( λ₁ = 3.0 × 10^-5 m )، والطولُ الموجيُّ للثانيةِ ( λ₂ = 1.5 × 10^-9 m )، تنتقلانِ معًا في الهواءِ. أجدُ ما يأتي:

أ . سرعةَ انتقالِ كلِّ موجةٍ في الهواءِ.
ب. ترددَ كلِّ موجةٍ.
ج. أحددُ موقعَ كلٍّ منهُما في الطيفِ الكهرمغناطيسيِّ.

الحل:

أ . سرعة كلتا الموجتين في الفراغ تساوي تقريبًا  $3\times {10}^8 m/s$

ب. تردد الأولى:

$f_1=\frac{c}{{\lambda }_1}=\frac{3\times {10}^8}{3\times {10}^{-5}}=1\times {10}^{13} Hz$

تردد الثانية:

$f_2=\frac{c}{{\lambda }_1}=\frac{3\times {10}^8}{3\times {10}^{-9}}=2\times {10}^{17} Hz$

ج. الموجة الأولى تقع ضمن موجات الأشعة تحت الحمراء، والموجة الثانية تقع ضمن موجات الأشعة السينية.

 

7. أحللُ: الشكلُ التالي يمثلُ إزاحةَ جزيئاتِ الوسطِ بالنسبةِ إلى الزمنِ عندَ انتقالِ موجةٍ طوليةٍ فيهِ. أستخرجُ منَ الشكلِ كل منَ: الزمنِ الدوريِّ، والسعةِ، ثمَّ أحسبُ الترددَ.

الزمن الدوري يساوي ثانية واحدة ( $1 s$ )، والسعة تساوي ( $0.3 m$ )، والتردد (f)
$f=\frac{1}{T}=1 Hz$