الرنين في الأوتار وجودة الصوت - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الشكل 14-3 --- وتر في حالة رنين مع موجات موقوفة عندما يكون طوله مساويًا لمضاعفات نصف الطول الموجي. وتعتمد سرعة الموجة في الوتر على قوة الشد فيه، وعلى كتلة وحدة طوله. لذا فإن الآلة الوترية تضبط بتغيير شد أوتارها. فكلما كان الوتر مشدودًا أكثر كانت سرعة الموجة أكبر، لذا تزداد قيمة تردد موجاته المستقرة. --- SECTION: جودة الصوت Sound Quality --- جودة الصوت Sound Quality تولد الشوكة الرنانة صوتًا معتدلاً غير مرغوب فيه؛ لأن أطرافها تهتز بحركة توافقية بسيطة، وتنتج موجة جيبية بسيطة، كما يبين الشكل 15a-3. أما الأصوات البشرية فهي أكثر تعقيدًا، ومنها الموجة المبينة في الشكل 15b-3. وقد يكون لكلتا الموجتين التردد نفسه، أو الحدة نفسها، ولكن الصوتين مختلفان جدًا. تولد الموجة المعقدة باستخدام مبدأ التراكب لجمع موجات ذات ترددات مختلفة؛ إذ يعتمد شكل الموجة على السعات النسبية لهذه الترددات. ويُسمى الفرق بين الموجتين طابع الصوت، أو لون النغمة، أو جودتها. --- SECTION: الشكل 15-3 --- رسم بياني لصوت نقي مقابل الزمن (a). ورسم بياني لموجات صوتية غير نقية (معقدة) مقابل الزمن (b). --- SECTION: وزارة التعليم --- وزارة 97 التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 14-3 وتر في حالة رنين مع موجات موقوفة عندما يكون طوله مساويًا لمضاعفات نصف الطول الموجي. Description: A diagram illustrating three different standing wave patterns on a string of length L, representing different modes of resonance. The string is fixed at both ends. The top pattern shows the fundamental frequency (one antinode), the middle pattern shows the second harmonic (two antinodes), and the bottom pattern shows the third harmonic (three antinodes). Data: The diagram shows three distinct standing wave patterns. The top wave has one loop (half wavelength), the middle wave has two loops (one full wavelength), and the bottom wave has three loops (one and a half wavelengths). Each pattern is associated with specific wavelength (λ) and frequency (f) formulas relative to the string length (L) and wave speed (v). Key Values: λ₁ = 2L, f₁ = v / λ₁ = v / (2L), λ₂ = L, f₂ = v / L = 2f₁, λ₃ = 2L / 3, f₃ = 3v / (2L) = 3f₁ Context: This diagram demonstrates the concept of standing waves and resonance in a string, showing how different harmonics (overtones) are produced when the string length is a multiple of half-wavelengths. It visually explains the relationship between wavelength, frequency, and string length for resonant modes. **GRAPH**: الشكل 15-3 رسم بياني لصوت نقي مقابل الزمن (a). ورسم بياني لموجات صوتية غير نقية (معقدة) مقابل الزمن (b). Description: Two graphs showing amplitude (الشدة) versus time (الزمن). Graph (a) depicts a pure, simple sine wave, labeled 'صوت نقي' (pure sound). Graph (b) depicts a complex, irregular wave pattern, labeled 'صوت غير نقي' (non-pure sound or complex sound). X-axis: الزمن Y-axis: الشدة Data: Graph (a) shows a perfectly sinusoidal oscillation, indicating a single, pure frequency. Graph (b) shows a waveform that is periodic but not sinusoidal, characterized by multiple peaks and troughs within a single period, suggesting a superposition of multiple frequencies, which is typical of complex sounds like human voices or musical instruments. Context: These graphs illustrate the difference between pure tones (simple harmonic motion, like a tuning fork) and complex sounds (like human speech or musical instruments). They visually explain how the superposition of different frequencies creates the unique 'timbre' or 'quality' of a sound.