الرنين في الأعمدة الهوائية - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

وتحدث الشوكة الرنانة فوق أنبوب مجوف رنينًا في عمود الهواء، كما يبين الشكل 3-8؛ إذا تم وضع الأنبوب في الماء، بحيث تصبح إحدى نهايتي الأنبوب أسفل سطح الماء، حيث يتكون أنبوب مغلق - بالنسبة إلى الهواء - يكون في حالة رنين ويسمى هذا الأنبوب المغلق. ويتم تغيير طول عمود الهواء بتعديل ارتفاع الأنبوب فوق سطح الماء. فإذا ضربت الشوكة الرنانة بمطرقة مطاطية، وتم تغيير طول عمود الهواء بتحريك الأنبوب إلى أعلى أو إلى أسفل في الماء فإن الصوت يصبح أعلى أو أخفض على التناوب. ويكون الصوت عاليًا عندما يكون عمود الهواء في وضع رنين مع الشوكة الرنانة. وعندما يكون عمود الهواء في حالة رنين فإنه يؤدي إلى تقوية صوت الشوكة الرنانة.--- SECTION: موجة الضغط (الطولية) الموقوفة (المستقرة) --- موجة الضغط (الطولية) الموقوفة (المستقرة)كيف يحدث الرنين؟ تولد الشوكة الرنانة موجات صوتية، تتكون من تذبذبات مرتفعة ومنخفضة الضغط، وتتحرك هذه الموجات إلى أسفل عمود الهواء. وعندما تصطدم هذه الموجات بسطح الماء تنعكس مرتدة إلى الشوكة الرنانة، كما في الشكل 9-3a. فإذا وصلت موجة الضغط المرتفع المنعكسة إلى الشوكة الرنانة في اللحظة نفسها التي تنتج فيها الشوكة الرنانة موجة ضغط مرتفع أخرى فعندها تقوي الموجة الصادرة عن الشوكة والموجة المنعكسة إحداهما الأخرى. وهذه التقوية أو التعزيز للموجات يولد موجة مستقرة، ويحدث الرنين. أما الأنبوب المفتوح فهو أنبوب مفتوح الطرفين، ويكون في حالة رنين مع مصدر صوت عندما تنعكس موجات المصدر من طرف مفتوح ويسمى هذا الأنبوب الرنين المفتوح. ويكون ضغط الموجة المنعكسة مقلوبًا. فعلى سبيل المثال، إذا وصلت موجة ضغط مرتفع إلى الطرف المفتوح فسوف ترتد موجة ضغط منخفض، كما يبين الشكل 9-3b.--- SECTION: طول عمود هواء الرنين --- طول عمود هواء الرنين يمكن تمثيل موجة صوتية موقوفة في أنبوب بموجة جيبية، كما يوضح الشكل 10-3. كما يمكن أن تمثل الموجات الجيبية إما تغيرات ضغط الهواء أو إزاحة جزيئاته. ولأن للموجات المستقرة عقدًا وبطونًا، لذا فإنه عند التمثيل البياني لتغير الضغط تكون العقد هي مناطق الضغط الجوي المتوسط، أما مناطق البطون فيتذبذب2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 3-8 يشير رفع الأنبوب أو إنزاله، طول عمود الهواء، ويكون الصوت عاليًا عند حدوث رنين بين عمود الهواء والشوكة الرنانة. Description: A diagram illustrating the setup for demonstrating resonance. It shows a tuning fork (شوكة رنانة) being struck by a hammer (مطرقة) and held above a glass tube (أنبوب) partially submerged in water (ماء). The water level can be adjusted to change the length of the air column (عمود هواء) inside the tube. Context: This diagram shows the experimental setup used to observe resonance in an air column, where adjusting the air column length produces a louder sound when resonance occurs between the air column and the tuning fork.**DIAGRAM**: الشكل 3-9 يمثل الأنبوب الموضوع في ماء أنبوبًا مغلقًا، وتنعكس موجات الضغط المرتفع في الأنابيب المغلقة موجات ضغط مرتفع (a). أما في الأنابيب المفتوحة فتكون الموجات المنعكسة مقلوبة (b). Description: Two diagrams (a and b) illustrating the reflection of pressure waves in closed and open tubes. Both diagrams show a vertical tube with a wave pattern inside, labeled 'الزمن' (Time) at the bottom. Diagram (a) depicts a closed tube where an incident high-pressure wave reflects as a high-pressure wave. Diagram (b) depicts an open tube where an incident high-pressure wave reflects as an inverted, low-pressure wave. Data: Diagram (a) shows a wave pattern in a closed tube, indicating that a high-pressure wave reflects as a high-pressure wave. Diagram (b) shows a wave pattern in an open tube, indicating that a high-pressure wave reflects as a low-pressure (inverted) wave. Key Values: أنابيب مغلقة: ينعكس الضغط المرتفع في صورة ضغط مرتفع, أنابيب مفتوحة: ينعكس الضغط المرتفع في صورة ضغط منخفض Context: These diagrams explain the behavior of pressure wave reflection at the boundaries of air columns, differentiating between closed and open tubes, which is fundamental to understanding standing waves and resonance phenomena.