ملتقى الفيزيائيين العرب - الحركة الموجيه ( Wave Motion ) !!!

بسم الله الرحمن الرحيم

الحركة الموجية

-------------

مقدمة :

كلنا نرى ونراقب الموجات تتهادى فوق سطح الماء ولكن يمر علينا الموقف كغيره من المواقف فهل فكرت يوما ان تعرف سر هذه الأمواج ما انواعها وما صفاتها ..
كلنا يتكلم ويسمع فهل فكرت يوما كيف تنتقل موجات الصوت كيف نسمع ..
معنا باذن الله سوف تجد جوابا لكل سؤال .

http://www.scienceclarified.com/imag...06_img0317.jpg

تعريف الموجه : هى اضطراب ينتقل ويقوم بنقل الطاقة

أنواع الموجات :

1 - موجات ميكانيكية - - - - - - - Mechanical waves
2 - موجات كهرومغناطيسيه - - - - Electromagnetic Waves

سنتحدث فى هذا الدرس عن الموجات الميكانيكية

الموجات الميكانيكية Mechanical waves

تتطلب الموجات الميكانيكية وجود :

1 - مصدر اهتزاز
2 - وسط مادى كى تنتشر فيه

الأوساط المهتزة كثيرة منها ( البندول البسيط - الشوكة الرنانه - الوتر المهتز )

بندول ساعه

http://www.countryporch.com/home-acc...ulum-clock.jpg

وقبل البدء فى الحركة الاهتزازية هناك بعض التعريفات الضرورية التى يجب معرفتها .

الازاحة ( Displacement ) :: هى بعد الجسم المهتز فى أى لحظه عن موضع سكونه
والازاحة كمية متجهة .

سعة الإهتزازة ( Amplitude ) :: هى أقصى إزاحة للجسم المهتز

http://www.al3malka.com/vb/upload/1/970084315.gif

ونلاحظ فى الشكل ( 1 ) أن الجسم فى موضع سكونه عند النقطة ( ب ) اذا المسافة من النقطة ( ب ) الى ( ج ) هى سعة الاهتزازة وكذلك من ( ب ) الى ( أ )

اذا سعة الاهتزازة هى اقصى ازاحة للجسم بعيدا عن موضع سكونه

الإهتزازة الكاملة ( Complete oscillation ) :: هى الحركة التى يحدثها الجسم المهتز فى الفترة الزمنية التى تمضى بين مروره بنقطة واحده مرتين متتاليتين فى اتجاه واحد

اى ... فلنفرض مثلا ان فى هذه اللحظه الجسم موجود عند النقطة ( أ ) متجه لأسفل الى ان يصل ل ( ج ) ثم يرتد مرة اخرى حتى يصل ل ( أ ) صاعدا ( هذه المرة لا تحسب لان الحركة فى اتجاه مخالف ) ثم يرتد الى ( أ ) مرة اخرى وهو نازل -- اذا الجسم المهتز مر مرتين على النقطة ( أ ) فى اتجاه واحد وهو النزول .

التردد ( Frequency ) :: هو عدد الاهتزازات الكاملة التى يحدثها الجسم المهتز فى الثانية الواحدة . ( V )( ليس حرف v ولكن الكيبورد لا تكتب الرمز ولكنه يتضح فى القانون شكل(2))

الزمن الدورى ( Periodic Time ) :: هو الزمن الذى يستغرقه الجسم المهتز لعمل اهتزازة كامله . ( T )

http://www.al3malka.com/vb/upload/1/1758030638.gif

شكل 2

تسمى الحركة الإهتزازية فى أبسط صورها ( حركة توافقية بسيطة ) مثل البندول البسيط

http://www.al3malka.com/vb/upload/1/172093556.gif

شكل ( 3 )

حيث يبدأ الاهتزازة من نقطة ( C ) ثم تزداد الى اقصى قيمة موجبة ( B ) ثم تقل الى الصفر عند ( C ) ثم تزداد الى أقصى قيمة سالبة عند ( A ) ثم الى الصفر وهكذا وتعبر المسافة X عن سعة الاهتزازة

تنقسم الموجات الميكانيكة الى :: موجات طولية و موجات مستعرضة

1 - الموجات الطولية :: هى الموجات التى تهتز فيها جزيئات الوسط حول موضع اتزانها فى اتجاه عمودى على اتجاه انتشار الحركة الموجية .

وهي تتكون من تضاغطات وتخلخلات .

مثل : موجات الصوت ، والموجات التضاغطية لزنبرك.

http://scienceflash.com/school/phys2...ch/one/2-0.jpg

http://scienceflash.com/school/phys2...ch/one/2-1.gif

تزداد كثافة الهواء في مناطق التضاغط نتيجة لتقارب جزيئات الهواء ، وتقل في مناطق التخلخل نتيجة لتباعد جزيئات الهواء.

http://scienceflash.com/school/phys2...h/one/2-13.gif

http://scienceflash.com/school/phys2...h/one/2-14.gif

http://scienceflash.com/school/phys2...ch/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://scienceflash.com/school/phys2...ch/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://scienceflash.com/school/phys2...h/one/2-10.gif

2 - 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 .

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.

http://scienceflash.com/school/phys2...ch/one/2-3.jpg

http://scienceflash.com/school/phys2...ch/one/2-4.gif

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://scienceflash.com/school/phys2...h/one/2-11.gif

http://scienceflash.com/school/phys2...h/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.

التكملة فى درس جديد
--------------------------------