الموجات

Posted on


الموجة : هي اضطراب منتشر يقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشاره أو : هي اضطراب يحدث وينتقل وينقل الطاقة من نقطة إلى أخرى في اتجاه حركتها

أنواع الموجات

الموجات الميكانيكية Mechanical Wave

الموجات الميكانيكية هي الموجات التي تتطلب وسط مادي تنتشر فيه مثل موجات الماء وموجات الصوت والموجات في الأوتار المهتزة 

شروط الموجات الميكانيكية 
1 – وجود مصدر اهتزاز أو متذبذب [ بندول الساعة ( البندول البسيط ) – شوكة رنانة مهتزة – وتر مهتز – ثقل معلق في ملف زنبركي أثناء اهتزازه ] 
2 – حدوث نوع من الاضطراب ينتقل من المصدر إلى الوسط 
3 – وجود وسط مادي مرن ينتقل خلاله هذا الاضطراب 
كيفية انتقال الموجات الميكانيكية 
عندما يهتز المصدر بكيفية معينة تهتز أجزاء الوسط المحيط به بنفس الكيفية فينتقل هذا الاهتزاز من نقطة الى أخرى في الوسط بانتظام على هيئة حركة موجية 
مصطلحات الحركة الاهتزازية 
الإزاحة هي بعد الجسم في أي لحظة عن موضع سكونه أو اتزانه الأصلي 
سعة الاهتزازة Amplitude هي أقصى إزاحة للجسم المهتز عن موضع سكونه أو هي المسافة بين نقطتين في مسار حركة الجسم تكون سرعته في إحداهما أقصاها وفي الأخرى منعدمة 
الاهتزازة الكاملة Complete Oscillation هي الحركة التي يعملها الجسم المهتز في الفترة الزمنية التي تمضي بين مروره بنقطة واحدة في مسار حركته مرتين متتاليتين في اتجاه واحد 
الزمن الدوري Periodic Time هو الزمن الذي يستغرقه الجسم المهتز في عمل اهتزازه كاملة 
التردد Frequency هو عدد الاهتزازات الكاملة التي يحدثها الجسم المهتز في الثانية الواحدة

وتقسم الموجات الميكانيكية الى :

موجات مستعرضة Transverse Waves 
هي الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط حول مواضع اتزانها في اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الموجة وتتكون من قمم وقيعان ومن أمثلتها :الموجات عبر الأوتار المهتزة عرضيا

stringpul20

وتتكون الموجات المستعرضة من 

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

pwave02

موجات طولية Longitudinal Waves 
هي الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط حول مواضع اتزانها في اتجاه موازي لاتجاه انتشار الحركة الموجية وتتكون من تضاغطات وتخلخلات ومن أمثلتها : الموجات التضاغطية في النابض الحلزوني الموجات الصوتية في الهواء

أولا : انتقال موجات التضاغط Compression 
عند تحرك المصدر المهتز يضغط على السلك فتقترب اللفة الأولى من الثانية والثانية من الثالثة وهكذا أي يحدث تضاغط وينتقل عبر الملف حتى نهايته 
ثانيا : انتقال موجات التخلخل 
عند تحرك المصدر المهتز لليسار تبتعد اللفة الأولى عن الثانية ثم الثالثة وهكذا أي يحدث تخلخل ينتقل عبر الملف حتى نهايته 
ومع استمرار المصدر تسري في الملف نبضات متتالية متلاحقة من التضاغطات والتخلخلات ويسمى هذا الاضطراب بالموجات الطولية

waveanim1 (1)

مواصفات 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

200px-Wellenlaenge

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
وحدة قياس طول الموجة هي المتر (م)

ونستخدم المعادلة التالية لحسابه

الطول الموجي = سرعة الموجة ÷ التردد

تردد الموجة f
التردد Frequency أو التواتر:هو مقدار تكرر الموجة الواحدة ذات الطول الموجي المتفق عليه في كل وحدة زمن .
كما يمكننا ان نقول بان 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

معادلة لقياس تردد الموجة :
تردد الموجة = سرعة الموجة ÷ طول الموجة
أو
التردد = عدد الموجات ÷ الزمن

وحدة قياس تردد الموجة هي الهيرتز

سعة الموجة
المطال أو السعة Amplitude او الشدّة القصوى للموجة : هو القيمة المطلقة لأعلى مسافة إزاحة تحدثها الموجة ، ويمكن تخيلها بأعلى ارتفاع تصله موجة تنتقل في حبل ، أو أعلى فرق ضغط يحدثه صوت ما في الهواء (بإهمال تضائل شدة الصوت مع المسافة). 
في هذه الصورة (y) هي التردد
في الموجة المستعرضة :
هي المسافة بين خط الاصل والقمة أو القاع
في الموجة الطولية :
هي حجم الانضغاط الموجود في الموجة

السرعة v
هى المسافة التي تقطعها الموجة في وحدة الزمن وتنتج عندما نضرب تردد الموجة في الطول اي الهيرتز في المتر فتنتج سرعة الموجة او عدد الامتار في الثانية (م\ث) وكلما زاد الطول الموجي مع ثبوت سرعتها فإن التردد ينخفض والعكس صحيح

 

سرعة الموجة = تردد الموجة × طول الموجة
معادلة اخرى :
سرعة الموجة = المسافة المقطوعة ÷ الزمن

خصائص الموجات

الانعكاس :
انعكاس الموجة : ارتداد الموجة في نفس الوسط عندما تقابل سطحا عاكسا 
الشعاع الساقط : هو الشعاع الذي يصل الى السطح العاكس 
الشعاع المنعكس : هو الشعاع الذي يرتد عن السطح العاكس

r01

زاوية السقوط : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس
زاوية الانعكاس : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس

انعكاس الصوت [ هو ارتداد الموجات الصوتية عندما تقابل سطحا عاكسا ] Reflection of Sound
الصدى Echo هو ظاهرة تكرار سماع الصوت الناشيء عن الانعكاس

قانونا الانعكاس Laws of Reflection 

القانون الأول :زاوية السقوط = زاوية الانعكاس

القانون الثاني :الشعاع الضوئي الساقط والشعاع الضوئي المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح العاكس تقع جميعا في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس

الانكسار :

انكسار الموجة : هو تغير اتجاه الموجة عندما يجتاز السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين السطح الفاصل : هو السطح الذي يفصل بين وسطين شفافين مختلفين في كثافة الموجة 

كثافة الموجة لوسط ما : هي قدرة الوسط على كسر الموجة عند نفاذها فيه
الشعاع الموجي الساقط : هو الشعاع المتجه الى السطح الفاصل ويقابله في نقطة السقوط
زاوية السقوط : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
الموجة المنكسرة : هو المسار الجديد للموجة في الوسط الثاني بعد نفاه من السطح الفاصل
زاوية الانكسار : هي الزاوية المحصورة بين الشعاع المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل

ref006

الحيود :الحيود هو انحراف الموجات عن اتجاه انتشارها الاصلي حول حافة الحاجز أو حول حافتي قتحة صغيرة

Advertisements

One thought on “الموجات

    rpqmsgx@gmail.com said:
    18 ديسمبر 2015 عند 11:55 مساءً

    I think this article is very helpful for us,it has solved our problem,thanks!

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s