تداخل الموجات والموجات الموقوفة - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: تداخل الموجات --- تداخل الموجات تتداخل الموجات بوجودها وتتفاعل على شكلين: فيكون تداخلاً بناءً، أو تداخلاً هداماً. فعندما تلتقي نبضتان لهما السعة نفسها ولكن في اتجاهين متعاكسين - أي قمة من الموجة الأولى مع قاع من الموجة الثانية - تقل إزاحة الوسط عند النقاط كلها في منطقة التداخل، ويكون التداخل هداماً. وإذا كانت سعة الموجتين متساويتين كما في الشكل 13a-2 فإن مقدار الإزاحة سيساوي صفراً، وتسمى النقطة N التي لم تتحرك مطلقاً العقدة، وتواصل النبضتان حركتيهما بعد التداخل، وتستعيدان شكلهما الأصلي.ينتج التداخل البناء عندما تكون إزاحات الموجات في الاتجاه نفسه، وتكون النتيجة موجة لها سعة أكبر من سعة أي من الموجات منفردة. ويبين الشكل 13b-2 تداخلاً بناءً لنبضتين متساويتين، حيث تتكون نبضة ذات سعة أكبر عند النقطة A عندما تلتقي النبضتان، وتسمى هذه النبضة الناتجة البطن، وتكون إزاحتها هي الأكبر. وتمر النبضتان بعد ذلك إحداهما خلال الأخرى دون أي تغير في شكليهما أو حجميهما. وإذا كانت سعة النبضتين غير متساويتين فإن النبضة الناتجة من التداخل تساوي المجموع الجبري لإزاحتي النبضتين، كما في الشكل 13c-2.--- SECTION: تجربة --- تداخل الموجات يمكنك باستعمال نابض حلزوني لتوليد موجة تضاغطية متغيرة في سعتها وسرعتها واتجاهها، كما في الموجة المستعرضة.--- SECTION: 1. --- صمم تجربة لاختبار ما يحدث عند التقاء موجتين من اتجاهين مختلفين.--- SECTION: 2. --- نفذ التجربة وسجل ملاحظاتك.--- SECTION: التحليل والاستنتاج --- التحليل والاستنتاج--- SECTION: 3. --- هل تغيرت سرعة أي موجة منهما؟--- SECTION: 4. --- هل ترتد هاتان الموجتان إحداهما عن الأخرى؟ أم تمر كل منهما خلال الأخرى؟--- SECTION: الموجات الموقوفة (المستقرة) --- الموجات الموقوفة (المستقرة)يمكنك تطبيق مفهوم تراكب الموجات للتحكم في تكوين موجات ذات سعة كبيرة. فإذا ثبت أحد طرفي حبل أو نابض حلزوني في نقطة ثابتة مثل مقبض باب، ثم بدأت بهز الطرف الآخر فإن الموجات تنطلق من يدك متحركة في اتجاه الطرف الآخر الثابت، ثم ترتد عند هذه النهاية الثابتة وتنقلب من جديد، وتعود إلى يدك ثانية. وعندما تصل الموجة المرتدة إلى يدك تنعكس وتنقلب من جديد وتتحرك إلى الخلف مرة أخرى. وتكون إزاحة الموجة عندما تنطلق من يدك للمرة الثانية في الاتجاه نفسه الذي انطلقت منه أول مرة.ماذا تفعل لو أردت زيادة سعة الموجة التي ولدتها؟ افترض أنك ضبطت حركة يدك بحيث يكون الزمن الدوري لاهتزازها مساوياً للزمن الذي تحتاج إليه النبضة حتى تكمل دورة كاملة: من يدك إلى الباب ثم العودة. عندئذ سوف تضاف الإزاحة التي تولدها يدك في كل مرة إلى إزاحة الموجة المنعكسة. والنتيجة أن اهتزاز الحبل سيكون أكبر من حركة يدك، ويمكن توقع ذلك استناداً إلى معرفتك بالتداخل البناء. وتعتبر هذه الاهتزازة ذات السعة الكبيرة مثالاً على الرنين الميكانيكي. وتكون العقدتان عند طرفي الحبل، في حين يكون البطن في وسط النبضة، كما في الشكل 14a-2. وتبدو الموجة موقوفة ولذا تسمى الموجة الموقوفة أو المستقرة؛ أي أن الموجة الموقوفة هي تداخل موجتين تتحركان في اتجاهين متعاكسين. وإذا ضاعفت تردد الاهتزاز تتولد عقدة جديدة وبطن جديد في الحبل، ويظهر الحبل مهتزاً في قسمين. وعند زيادة التردد أكثر تتولد عقد وبطون أكثر، كما في الشكلين 14b-2، 14c-2.--- SECTION: الشكل 14-2 --- الشكل 14-2 ينتج التداخل موجات موقوفة في الحبل، وبزيادة التردد يزداد عدد العقد والبطون، كما هو واضح من أعلى الشكل إلى أسفله.--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 14-2 Description: بيان يوضح التداخل الذي ينتج موجات موقوفة في الحبل، حيث تزداد عدد العقد والبطون مع زيادة التردد. Data: The diagram shows three instances (a, b, c) of standing waves on a string. Image (a) depicts the fundamental mode with one antinode (بطن) in the center and nodes (عقد) at the fixed ends. Image (b) shows the second harmonic with two antinodes and three nodes. Image (c) illustrates a higher harmonic with multiple antinodes and nodes, demonstrating that increasing the frequency leads to more segments of oscillation. Key Values: عقد, بطون, تردد Context: This figure visually explains the concept of standing waves, illustrating how nodes (points of no displacement) and antinodes (points of maximum displacement) are formed. It also shows the relationship between the frequency of vibration and the number of nodes and antinodes in a standing wave on a string, which is a key concept in wave physics and resonance.