Physics Past Paper - Vibrations & Waves PDF

‫‪1‬‬ ‫الحركة االهتزاز َّية‬ ‫اﻫﺪاف‪:‬‬ ‫يتع ّرف الحركة االهتزاز َّية‪.‬‬‫يتع ّرف الحركة ال َّدور ّية‪.‬‬‫يقيس ال ّدور والتّواتر‪.‬‬‫اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ‪:‬‬ ‫الحركة االهتزاز ّية ‪ -‬سعة االهتزاز ‪ -‬ال ّدور ‪ -‬التّواتر‪.‬‬ ‫أالحظ وأجيب‪:‬‬ ‫الساعة حول موضع تعليقه‪،‬‬ ‫كيف تصف حركة األرجوحة في...

‫‪1‬‬ ‫الحركة االهتزاز َّية‬ ‫اﻫﺪاف‪:‬‬ ‫يتع ّرف الحركة االهتزاز َّية‪.‬‬‫يتع ّرف الحركة ال َّدور ّية‪.‬‬‫يقيس ال ّدور والتّواتر‪.‬‬‫اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ‪:‬‬ ‫الحركة االهتزاز ّية ‪ -‬سعة االهتزاز ‪ -‬ال ّدور ‪ -‬التّواتر‪.‬‬ ‫أالحظ وأجيب‪:‬‬ ‫الساعة حول موضع تعليقه‪،‬‬ ‫كيف تصف حركة األرجوحة في أثناء اهتزازها‪ ،‬وحركة ر ّقاص ّ‬‫وحركة الجسم المهت ّز المعلّق في طرف نابض ‪...........‬؟‬ ‫هل الحركة تت ّم باتّجاه واحد أم باتّجاهين متعاكسين؟ ماذا أالحظ؟‬‫ماذا أس ّمي الوضع الذي يبقى فيه الجسم متوازن ًا؟‬‫‪-‬ماذا أس ّمي أقصى إزاحة يبلغها الجسم المهت ّز عن وضع التّوازن؟‬ ‫نتيجة‪:‬‬ ‫‪88‬‬ ‫•الحركة االهتزازيّة‪ :‬هي الحركة التي يهت ّز فيها الجسم إلى جانبي موضع التّوازن‪.‬‬ ‫تتكرر مماثلة لنفسها خالل فواصل زمنيّة متساوية‪.‬‬ ‫•الحركة ال ّدوريّة‪ :‬هي الحركة التي‬ ‫ّ‬ ‫•سعة االهتزاز‪ :‬هي أقصى إزاحة للجسم المهت ّز عن موضع التّوازن‪.‬‬ ‫أﺟﺮب وأﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫أدوات التجربة‪:‬‬ ‫خيط طويل ال يمتط ‪ -‬كرة صغيرة وثقيلة نسبيّا ‪ -‬حامل شاقولي ومحور تعليق أفقي ‪ -‬ساعة إيقاف‪.‬‬ ‫خطوات التّجربة‪:‬‬ ‫‪ 1‬أعلق الكرة بأحد طرفي الخيط وأثبت طرفه اآلخر‬ ‫بنقطة ثابتة‪.‬‬ ‫‪ 2‬أزيح الكرة عن وضع توازنها ‪ O‬بحيث يصنع‬ ‫الخيط زاوية معيّنة وأتركها بدون سرعة ابتدائيّة‬ ‫لتهت ّز بدءا ً من الموضع ‪. A‬‬ ‫‪ 3‬أشغّل عدّاد ال ّزمن في تلك اللّحظة عند الموضع ‪A‬‬ ‫‪ 4‬أقيس زمن عشر ه ّزات كاملة ‪( ، t‬باعتباراله ّزة‬ ‫الكاملة عند عودة الكرة إلى نفس الموضع وبنفس‬ ‫ضح في ال ّشكل ‪) 2‬‬ ‫االت ّجاه كما هو مو ّ‬ ‫‪ 5‬أحسب زمن اله ّزة الواحدة )‪(T‬‬ ‫‪ 6‬أحسب عدد اله ّزات التي تنجزها الكرة في ثانية‬ ‫واحدة )‪. (f‬‬ ‫‪ 7‬أالحظ تغيّر سرعة الكرة أثناء اهتزازها‪.‬‬ ‫ 
‬ ‫‪B‬‬ ‫‪A‬‬ ‫ ‬ ‫‪O‬‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫)‪(1‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪O‬‬ ‫)‪(2‬‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫أﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫•دور االهتزاز )‪ : (T‬هو زمن ه ّزة واحدة‪ ،‬ويقدّر في الجملة الدّوليّة بالثّانية )‪ ، (s‬ويُحسب من‬ ‫العالقة‪ T = nt :‬حيث )‪ (n‬عدد الهزات‪.‬‬ ‫•تواتر االهتزاز )‪ : (f‬هو عدد اله ّزات التي يُنجزها الجسم المهت ّز في ثانية واحدة‪ ،‬ويق َدّر في‬ ‫‪n‬‬ ‫الجملة الدّوليَّة بالهرتز )‪ (Hz‬ويُحسب من العالقة ‪f = t‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫•العالقة بين ال َدّور والتَّواتر‪ :‬ال َدّور يساوي مقلوب التَّواتر وبالعكس‪ f = T .‬أو ‪T = f‬‬ ‫•تزداد سرعة الكرة المهت ّزة كلما اقتربت من موضع توازنها لتكون عُظمى عند مرورها بموضع‬ ‫التّوازن‪ ،‬كما تتناقص سرعتها كلّما ابتعدت عن )‪ (O‬موضع التّوازن وتنعدم عند وصولها إلى‬ ‫الموضعين )‪(A, B‬‬ ‫‪89‬‬ ‫ﺗﻄﺒﻴﻖ ﻣﺤﻠﻮل‪:‬‬ ‫تهت ّز شوكة رنّانة بمعدّل‬ ‫والمطلوب حساب‪:‬‬ ‫‪ 1.‬تواتراالهتزاز‪.‬‬ ‫‪ 2.‬دور االهتزاز‪.‬‬ ‫‪5000‬‬ ‫هزة خالل عشر ثواني‪،‬‬ ‫الحل‪:‬‬ ‫‪n 5000‬‬ ‫‪f = t = 10 = 500 Hz 1.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪T = f = 500 = 0.002 s 2.‬‬ ‫ﻧﺸﺎط‪:‬‬ ‫ما تواتر وتر عود يهتزّ ‪ 160‬هزّ ة في‬ ‫‪ 24‬ثانية؟‬ ‫ﺗﻌﻠﻤﺖ‪:‬‬ ‫ُ‬ ‫•الحركة االهتزازيَّة‪ :‬هي الحركة التي يهت ّز فيها الجسم إلى جانبي موضعد التَّوازن‪.‬‬ ‫•الحركة َّ‬ ‫تتكرر مماثلة لنفسها خالل فواصل زمنيَّة متساوية‪.‬‬ ‫الدوريَّة‪ :‬هي الحركة التي َّ‬ ‫•سعة االهتزاز‪ :‬هي أقصى إزاحة للجسم المهتز عن وضع التَّوازن‪.‬‬ ‫َّ‬ ‫ويقدر في الجملة الدّوليَّة بالثَّانية )‪. (s‬‬ ‫•دور االهتزاز )‪ : (T‬هو زمن ه ّزة واحدة‪.‬‬ ‫•تواتر االهتزاز )‪ : (f‬هو عدد اله ّزات التي ينجزها الجسم المهت ّز في ثانية واحدة‪ .‬ويق َدّر في‬ ‫الجملة الدّوليَّة بالهرتز )‪. (Hz‬‬ ‫‪90‬‬ ‫أﺧﺘﺒﺮ ﻧﻔﺴﻲ‪:‬‬ ‫السؤال األول‪:‬‬ ‫الصحيحة لك ّل مما يأتي‪:‬‬ ‫اختر اإلجابة ّ‬ ‫‪ 1.‬مسطرة تهت َّز بتواتر قدره ‪ ، 5 Hz‬فيكون دور االهتزاز َّ‬ ‫مقدرا ً بالثَّانية‪:‬‬ ‫‪2 .c‬‬ ‫‪0.2 .b‬‬ ‫‪5 .a‬‬ ‫‪ 2.‬ت ُعطى العالقة بين ال َدّوروالتَّواتر بـ‪:‬‬ ‫‪const‬‬ ‫‪f = T .a‬‬ ‫‪= const .b‬‬ ‫‪ 3.‬وحدة قياس ال َدّور في الجملة الدّوليَّة‪:‬‬ ‫‪s .b‬‬ ‫‪s .a‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪T‬‬ ‫‪f‬‬ ‫‪.c‬‬ ‫‪.c‬‬ ‫‪const‬‬ ‫‪f‬‬ ‫‪min‬‬ ‫‪ 4.‬الهرتز هو عدد اله َّزات التي ينجزها الجسم المهت ّز في‪:‬‬ ‫‪ .c‬الساعة‪.‬‬ ‫‪ .b‬الثانية‪.‬‬ ‫‪ .a‬الدقيقة‪.‬‬ ‫=‪T‬‬ ‫‪.d‬‬ ‫‪.d‬‬ ‫‪.d‬‬ ‫‪0.1‬‬ ‫‪T.f = 1‬‬ ‫‪h‬‬ ‫‪ .d‬اليوم‪.‬‬ ‫السؤال الثاني‪:‬‬ ‫ح ّل المسألتين اآلتيتين‪:‬‬ ‫األولى‪:‬‬ ‫المسألة ّ‬ ‫كرة صغيرة معلّقة بخيط شاقولي ال يمت ّ‬ ‫ط‪ ،‬طويل نسبيّاً‪ ،‬نزيح الكرة عن موضع توازنها بزاوية ‪، 60 %‬‬ ‫ونتركها دون سرعة ابتدائيّة فتنجز ‪ 120‬ه ّزة خالل دقيقة‪ .‬والمطلوب‪:‬‬ ‫‪ 1.‬احسب ال َدّور والتَّواتر‪.‬‬ ‫‪ 2.‬استنتج سعة االهتزاز‪.‬‬ ‫تحوالت الطَّاقة للكرة خالل ه َّزة كاملة‪.‬‬ ‫‪ 3.‬بيّن ّ‬ ‫المسألة الثّ َانية‪:‬‬ ‫يهت ّز جناحا النّحلة‬ ‫‪ 1.‬تواتر االهتزاز‪.‬‬ ‫‪ 2.‬دوراالهتزاز‪.‬‬ ‫‪13800‬‬ ‫ه ّزة في الدّقيقة‪ ،‬والمطلوب حساب‪:‬‬ ‫قضية للبحث‬ ‫ابحث بالتّعاون مع زمالئك عن أمثلة أخرى للحركة االهتزاز َّية‪ ،‬واجمع صور ًا عنها‪.‬‬ ‫‪91‬‬ ‫‪2‬‬ ‫األمواج وخاصياتها‬ ‫اﻫﺪاف‪:‬‬ ‫يتع َّرف الموجة‪.‬‬‫يم ّيز بين الموجة العرض َّية والموجة ّ‬‫الطول َّية‪.‬‬ ‫يم ّيز بين الموجة الميكانيك َّية والموجة الكهرطيس َّية‪.‬‬‫يستنتج طول الموجة‪.‬‬‫يستنتج العالقة بين سرعة انتشار الموجة وطول الموجة‪.‬‬‫اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ‪:‬‬ ‫الموجة ‪ -‬الموجة العرض َّية ‪ -‬الموجة ّ‬ ‫الطول َّية ‪ -‬طول الموجة ‪ -‬الموجة الميكانيك َّية ‪-‬‬ ‫الموجة الكهرطيس َّية ‪ -‬سرعة انتشار الموجة‪.‬‬ ‫‪92‬‬ ‫تعـ ّد األمــواج مــن أهـ ّم األســاليب إلرســال المعلومــات وحملهــا مــن مــكان آلخــر إلــى مســافات طويلــة‪،‬‬ ‫أي شــيء آخــر‪.‬‬ ‫وقــد تكــون هــذه المعلومــات علــى شــكل صــوت أو لــون أو صــورة أو ّ‬ ‫ماذا ينشأ عن اهتزاز األجسام في األوساط المختلفة من حولنا سواء في الهواء أو الماء أو في‬‫أي وسط مرن؟‬ ‫ّ‬ ‫الصغيرة على سطح الماء؟ ماذا تشاهد؟‬ ‫هل ج ّر َ‬‫بت يوم ًا إلقاء بعض الحجارة ّ‬ ‫تعريف الموجة‪:‬‬ ‫‪ .1‬توليد موجة في حبل مرن (وتر)‪:‬‬ ‫أﺟﺮب وأﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫أدوات التجربة‪:‬‬ ‫حبل مرن طويل‪.‬‬ ‫  ‬ ‫‬ ‫خطوات التّجربة‪:‬‬ ‫‪ 1‬أثبّت طرف الحبل بالجدار وأمسك طرفه‬ ‫اآلخر باليد‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫أحرك يدي إلى األعلى وإلى األسفل‪ .‬ماذا‬ ‫ّ‬ ‫أالحظ؟‬ ‫ ‬ ‫‬ ‫‬ ‫‪ 3‬ما العالقة بين الحركة االهتزازيَّة واألمواج؟‬ ‫أﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫• َّ‬ ‫إن تحريك اليد باستمرار يعني نقل الطَّاقة من اليد إلى الحبل ممَّا يؤدّي إلى توليد موجات في‬ ‫الوسط الذي تسمح مرونَته بانتقال الموجات فيه‪.‬‬ ‫•تنشأ الموجة عن اهتزاز في الوسط ينتشر بات ّجاه معيّن وبسرعة معيّنة‪.‬‬ ‫‪.2‬توليد موجة على سطح الماء‪:‬‬ ‫أﺟﺮب وأﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫أدوات التجربة‪:‬‬ ‫حوض ماء ‪ -‬ورقة ‪ -‬إبرة‪.‬‬ ‫خطوات ال ّتجربة‪:‬‬ ‫‪ 1‬أضع الورقة على سطح الماء‪.‬‬ ‫‪ 2‬أجعل اإلبرة تهت ّز بحيث تالمس سطح الماء‪ ،‬ماذا أشاهد؟‬ ‫‪93‬‬ ‫‪ 3‬هل انتقلت الورقة من مكانها؟‬ ‫قمتين متتاليتين‪،‬‬ ‫‪ 4‬أقيس المسافة بين ك ّل ّ‬ ‫ماذا أالحظ؟‬ ‫‪ 5‬أقيس المسافة بين ك ّل قاعين متتاليين‪،‬‬ ‫ماذا أالحظ؟‬ ‫أﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫•تهت ّز الورقة لألعلى واألسفل دون أن تنتقل من مكانها‪.‬‬ ‫سمي االرتفاعات واالنخفاضات المنتشرة على سطح الماء باألمواج‪.‬‬ ‫•أ ُ ّ‬ ‫قمتين متتاليتين أو بين قاعين متتالين بطول الموجة‪.‬‬ ‫سمي المسافة الفاصلة بين ّ‬ ‫•أ ُ ّ‬ ‫النّتيجة‪:‬‬ ‫•تعريف الموجة‪ :‬حركة اهتزازيَّة تنتشر في األوساط المرنة‪.‬‬ ‫•عند انتشار األمواج يحدث انتقال الطَّاقة دون انتقال المادَّة‪.‬‬ ‫أنواع األمواج‪:‬‬ ‫‪ .1‬األمواج العرض َّية واألمواج ّ‬ ‫الطول َّية‪:‬‬ ‫األمواج العرض َّية‪:‬‬ ‫أﺟﺮب وأﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫أدوات التجربة‪:‬‬ ‫وتر مرن طويل‪.‬‬ ‫‪94‬‬ ‫خطوات التّجربة‪:‬‬ ‫‪ 1‬أمسك الحبل من طرفه وأثبّت طرفه اآلخر‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫أحرك يدي بشكل دوري إلى األعلى‬ ‫ّ‬ ‫الشكل‬ ‫ضح في َّ‬ ‫وإلى األسفل كما هو مو َّ‬ ‫المجاور‪ .‬ماذا أالحظ؟‬ ‫  ‬ ‫‪3‬‬ ‫أسمي المسافة بين ارتفاعين أو‬ ‫ّ‬ ‫انخفاضين متتاليين في الموجة‪.‬‬ ‫  ‬ ‫)    (‬ ‫األمواج ّ‬ ‫الطول َّية‪:‬‬ ‫أﺟﺮب وأﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫أدوات التجربة‪:‬‬ ‫نابض خفيف‪.‬‬ ‫خطوات التّجربة‪:‬‬ ‫‪ 1‬أمسك النَّابض من طرفه وأثبّت طرفه‬ ‫اآلخر‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫أحرك يدي بشكل دوري إلى األمام وإلى‬ ‫ّ‬ ‫الشكل‬ ‫ضح في َّ‬ ‫الخلف كما هو مو َّ‬ ‫المجاور‪ .‬ماذا أالحظ؟‬ ‫‪3‬‬ ‫أسمي المسافة بين انضغاطين أوتخلخلين‬ ‫ّ‬ ‫متتاليين في الموجة‪.‬‬ ‫    ‬ ‫ ‬ ‫)  (‬ ‫‪ 4‬أقارن بين الحالتين‪.‬‬ ‫‪95‬‬ ‫نتيجة‪:‬‬ ‫األمواج العرض ّية‬ ‫األمواج ّ‬ ‫الطول ّية‬ ‫تهتز جزيئات الوسط في اتجاه عمودي على منحى انتشار الموجة‪.‬‬ ‫تهتز جزيئات الوسط في اتجاه يوازي منحى انتشار الموجة‪.‬‬ ‫تظهر سلسلة من القمم (االرتفاعات) والقيعان (االنخفاضات)‪.‬‬ ‫تظهر سلسلة من التخلخالت واالنضغاطات‪.‬‬ ‫قاعين متتاليين‪.‬‬ ‫قم َتين أو َ‬ ‫طول الموجة‪ :‬المسافة بين ّ‬ ‫َ‬ ‫انضغاطين أوتخلخ َلين متتاليين‪.‬‬ ‫طول الموجة‪ :‬المسافة بين‬ ‫ﺗﻔﻜﻴﺮ ﻧﺎﻗﺪ‪:‬‬ ‫الصوتيّة أمواجاً طوليّة؟‬ ‫لماذا تع ّد األمواج ّ‬ ‫‪ .2‬األمواج الميكانيك ّية واألمواج الكهرطيس َّية‪:‬‬ ‫أﺟﺮب وأﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫أدوات التجربة‪:‬‬ ‫خلِّية هواء ‪ -‬أسالك توصيل كهربائيَّة‪.‬‬ ‫ناقوس زجاجي ‪ -‬جرس كهربائي ‪ -‬مصباح كهربائي ‪ -‬مُ َ‬ ‫خطوات التّجربة‪:‬‬ ‫الشكل‬ ‫السابقة كما في َّ‬ ‫‪ 1‬أر ّكب األدوات َّ‬ ‫المجاور‪.‬‬ ‫‪ 2‬أضع النَّاقوس فوق القاعدة التي تحمل‬ ‫الجرس والمصباح الكهربائي‪.‬‬ ‫‪ِ 3‬أصل المخليّة مع القاعدة وأغلق الدّارة‬ ‫الكهربائيَّة‪ .‬ماذا أالحظ؟‬ ‫‪ 4‬أبدأ بتفريغ الهواء من النَّاقوس تدريجيّاً‪،‬‬ ‫ماذا حدث لك ّل من ضوء المصباح‬ ‫وصوت الجرس؟‬ ‫‪96‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫ ‬ ‫    ‬ ‫ ‬ ‫أﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫ت أرى ضوء المصباح وأسمع صوت الجرس‪ ،‬ومع تشغيل المخليّة‬ ‫قبل تشغيل مخليّة الهواء كن ُ‬ ‫ولكن صوت الجرس انخفض تدريجيّاً حتّى لحظة لم أعُد قادرا ً على سماع‬ ‫استمر ضوء المصباح‬ ‫ّ‬ ‫الرغم من أ َّن مطرقة الجرس تعمل‪.‬‬ ‫صوته؛ على ّ‬ ‫إذا ً تحتاج األمواج الصَّ وتية لوسط مادّي تنتشر من خالله‪ ،‬أمّا األمواج َّ‬ ‫الضوئيَّة فال تحتاج لوسط‬ ‫مادّي تنتشر فيه‪.‬‬ ‫نتيجة‪:‬‬ ‫األمواج الميكانيكيّ َة‪ :‬هي األمواج التي تحتاج إلى وسط مادّي مرن تنتشر فيه (مثال‪ :‬األمواج الصَّ وتيَّة ‪-‬‬ ‫األمواج على سطح الماء ‪.)…… -‬‬ ‫األمواج الكهرطيسيَّة‪ :‬هي أمواج ال تحتاج إلى وسط مادّي تنتشر فيه (مثال‪ :‬األمواج َّ‬ ‫الضوئيَّة ‪ -‬أمواج‬ ‫الراديو ‪ -‬أمواج التّلفاز ‪.)…… -‬‬ ‫َّ‬ ‫‪97‬‬ ‫إﺿﺎءة‪:‬‬ ‫الصوت‬ ‫األمواج فوق َّ‬ ‫الصوتيّ َة‪ :‬هي أمواج تواترها أكبر من تواتر َّ‬ ‫لها قدرة على اختراق األنسجة الحيَّة فهي تستخدم في عمليَّات‬ ‫التَّصوير كتصوير األجنّة وفي تفتيت الحصى البوليَّة‪.‬‬ ‫خاصيات األمواج‪:‬‬ ‫‪ .1‬سرعة انتشار األمواج‪:‬‬ ‫ﻧﺸﺎط‪:‬‬ ‫وس ِّجلت‬ ‫وتية في أوساط مختلفة ُ‬ ‫الص َّ‬ ‫تم قياس سرعة انتشار األمواج َّ‬ ‫َّ‬ ‫النَّ تائج في الجدول اآلتي‪:‬‬ ‫الوسط المادي‬ ‫الهواء‬ ‫الهليوم‬ ‫الماء‬ ‫البنزين‬ ‫الفوالذ‬ ‫النحاس‬ ‫سرعة الصوت )‪(m.s -1‬‬ ‫‪340‬‬ ‫‪960‬‬ ‫‪1480‬‬ ‫‪1290‬‬ ‫‪5900‬‬ ‫‪3750‬‬ ‫المطلوب‪:‬‬ ‫الصوت في األوساط المختلفة‪.‬‬ ‫‪1.1‬أقارن بين سرعة انتشار َّ‬ ‫أفسر ذلك‪.‬‬ ‫تصاعدي ًا‪ .‬ماذا أالحظ؟‬ ‫الصوت‬ ‫ّ‬ ‫َّ‬ ‫‪2.2‬أرتّ ب سرعات انتشار َّ‬ ‫أﺳﺘﻨﺘﺞ‪:‬‬ ‫•تتوقَّف سرعة انتشار األمواج الصَّ وتيَّة على نوع الوسط المنتشرة فيه‪.‬‬ ‫الصلبة أكبر منها في األوساط السَّ ائلة وفي األوساط‬ ‫•سرعة انتشار األمواج الصَّ وتيَّة في األوساط ّ‬ ‫السَّ ائلة أكبر منها في األوساط الغازيَّة‪.‬‬ ‫•كلّما كانت جزيئات الوسط أكثر تقارباً كانت سرعة انتشار الصَّ وت أكبر‪ ،‬وكلَّما كانت جزيئات‬ ‫الوسط أكثر تباعدا ً كانت سرعة انتشار الصوت أقل‪.‬‬ ‫‪98‬‬ ‫النتيجة‪:‬‬ ‫إن سرعة انتشار األمواج في وسط مادّي متجانس تتعلَّق بطبيعة الوسط الذي تنتشر فيه‪.‬‬ ‫ﻫﻞ ﺗﻌﻠﻢ؟‬ ‫الضحلة‪.‬‬ ‫•سرعة انتشار األمواج في المياه العميقة أكبر من سرعة انتشارها في المياه ّ‬ ‫•سرعة انتشار األمواج على طول وتر مشدود أكبر من سرعة انتشارها على طول وتر غير‬ ‫مشدود‪.‬‬ ‫إﺛﺮاء‪:‬‬ ‫عام )‪ (2004‬حدث زلزال في قاع المحيط الهندي‬ ‫تش ّكل نتيجة لذلك أمواج بطاقة عالية ج ّدا ً ضربت‬ ‫بزمن قياسي صغير شواطئ أندونيسيا ساعد عمق المياه‬ ‫الكبير على سرعة وصول األمواج إلى شواطئ‬ ‫أندونيسيا‪.‬‬ ‫‪ .2‬طول الموجة‪:‬‬ ‫•تمثّل األشكال مسطرة مهتزة مثبت بنهايتها وتر‬ ‫مشدود وتؤدّي هزة كاملة على أربع مراحل‪،‬‬ ‫زمن ك ّل مرحلة (ربع دور)‪.‬‬ ‫•عندما تنجز المسطرة ه ّزة كاملة تش ّكل في‬ ‫الوتر موجة كاملة‪.‬‬ ‫•المسافة ‪ x‬التي تقطعها الموجة خالل زمن ‪t‬‬ ‫تعطى بالعالقة‪. x = v.t :‬‬ ‫•من أجل زمن قدره دور كامل ‪ . t = T‬تتق َدّم‬ ‫األمواج مسافة قدرها طول موجة ‪x = m‬‬ ‫فيكون‪ ، m = v.T :‬وبما أن ال َدّور هو مقلوب‬ ‫التَّواتر تصبح العالقة‪. m = vf :‬‬ ‫حيث‪ : m :‬طول الموجة مقدرا ً في الجملة الدّوليَّة بـ ‪. m‬‬ ‫‪ : f‬تواتر الموجة مقدرا ً في الجملة الدّوليَّة بـ ‪. Hz‬‬ ‫‪ : v‬سرعة انتشار الموجة مقدّرة في الجملة الدّوليَّة‬ ‫‪T‬‬ ‫‪t= 4‬‬ ‫‪T‬‬ ‫‪t= 2‬‬ ‫‪3T‬‬ ‫‪t= 4‬‬ ‫‪t =T‬‬ ‫‪. m.s -1‬‬ ‫‪99‬‬ ‫نتيجة‪:‬‬ ‫طول الموجة‪ :‬المسافة التي تقطعها الموجة خالل دور كامل‪.‬‬ ‫إﺛﺮاء‪:‬‬ ‫المفضلة على تردّد (تواتر) معيّن‪َّ ،‬‬ ‫هوائي‬ ‫فإن اإللكترونات في‬ ‫عندما تستمع إلى محطّتك اإلذاعية‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫االستقبال تهتز بالتّردّد ذاته‪.‬‬ ‫ﺗﻄﺒﻴﻖ ﻣﺤﻠﻮل‪:‬‬ ‫تهت ّز إبرة شاقوليَّة على سطح الماء بتواتر قدره‬ ‫‪ . v = 2m.s -1‬المطلوب‪:‬‬ ‫‪ 1.‬احسب طول الموجة على سطح الماء‪.‬‬ ‫‪ 2.‬نجعل تواتر اإلبرة ‪ f = 10 Hz‬احسب طول الموجة الجديدة في الوسط ذاته‪ .‬ماذا‬ ‫تستنتج؟‬ ‫‪f = 5 Hz‬‬ ‫فتتكون أمواج سرعة انتشارها‬ ‫ّ‬ ‫الحل‪:‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪m = f = 5 = 0.004 1.‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ml = l = 10 = 0.002 m 2.‬‬ ‫‪f‬‬ ‫يتناقص طول الموجة بازدياد تواترها‪.‬‬ ‫قض ّية للبحث‪:‬‬ ‫ابحــث فــي َّ‬ ‫الشــابكة عــن أحــد أنــواع األمــواج الكهرطيسـ َّية (أمــواج المايكرويــف ‪ -‬األمــواج الالســلك َّية‬ ‫الســين َّية ‪ )....‬ومجــاالت اســتخدامها‪ ،‬ثـ ّم اكتــب تقريــر ًا عنــه وناقشــه مــع معلمــك وزمالئــك‪.‬‬ ‫‪ -‬األشــعة ّ‬ ‫‪100‬‬ ‫ﺗﻌﻠﻤﺖ‪:‬‬ ‫ُ‬ ‫•الموجة‪ :‬حركة اهتزازي َّة تنتشر في األوساط المرنة‪.‬‬ ‫•عند انتشار األمواج يحدث انتقال الطَّاقة دون انتقال المادَّة‪.‬‬ ‫•الموجة العرضيَّة‪ :‬تهت ّز جزيئات الوسط في ات ّجاه عمودي على منحى انتشار الموجة‪.‬‬ ‫•الموجة الطوليَّة‪ :‬تهت ّز جزيئات الوسط في ات ّجاه يوازي منحى انتشار الموجة‪.‬‬ ‫قمتين أو بين قاعين متتاليين‪.‬‬ ‫•طول الموجة العرضيَّة‪ :‬هي المسافة الفاصلة بين ّ‬ ‫•طول الموجة الطوليَّة‪ :‬هي المسافة الفاصلة بين انضغاطين أو تخلخلين متتاليين‪.‬‬ ‫•األمواج الميكانيكيَّة‪ :‬هي األمواج التي تحتاج إلى وسط مادّي تنتشر فيه‪.‬‬ ‫•األمواج الكهرطيسيَّة‪ :‬هي األمواج التي ال تحتاج إلى وسط مادّي تنتشر فيه‪.‬‬ ‫•طول الموجة‪ :‬المسافة التي تقطعها الموجة خالل دور كامل‪.‬‬ ‫•إ َّن سرعة انتشار األمواج في وسط مادّي متجانس تتعلَّق بطبيعة الوسط الذي تنتشر فيه‪.‬‬ ‫‪v‬‬ ‫•العالقة بين سرعة انتشار الموجة وطول الموجة‪m = f :‬‬ ‫‪101‬‬ ‫أﺧﺘﺒﺮ ﻧﻔﺴﻲ‪:‬‬ ‫األول‪:‬‬ ‫ّ‬ ‫السؤال َّ‬ ‫الصحيحة وإشارة (✗) أمام العبارة المغلوطة مع تصحيح الغلط‪:‬‬ ‫ضع إشارة (✓) أمام العبارة ّ َ‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪ 1.‬التَّواتر هو مقلوب الدور ويقدّر بوحدة ‪. s‬‬ ‫‪ 2.‬طول الموجة يتناسب عكساً مع التَّواتر وذلك بتغيّر سرعة االنتشار‪.‬‬ ‫الضوئيَّة ال تحتاج إلى وسط مادّي كي تنتشر فيه‪.‬‬ ‫‪ 3.‬األمواج َّ‬ ‫الصوت ينتشر في األوساط المادّيَّة وغير المادّي َّة‪.‬‬ ‫‪َّ 4.‬‬ ‫السؤال َّ‬ ‫الثاني‪:‬‬ ‫ّ‬ ‫الصحيحة لك ّل ممّ َا يأتي‪:‬‬ ‫اختر اإلجابة ّ َ‬ ‫‪ 1.‬تنتشر موجة بتواتر قدره ‪ 5Hz‬فيكون دورها مساوياً‪:‬‬ ‫‪0.3 s .b‬‬ ‫‪0.2 s .c‬‬ ‫‪0.1 s .a‬‬ ‫‪ 2.‬موجة طولها‬ ‫‪10 m.s .a‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪m = 2m‬‬ ‫وتواترها‬ ‫‪5 m.s .b‬‬ ‫‪10 Hz‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪.d‬‬ ‫فتكون سرعة انتشارها مساويةً‪:‬‬ ‫‪.d‬‬ ‫‪20 m.s .c‬‬ ‫‪ 3.‬عند زيادة تواتر المنبع فإ َّن سرعة االنتشار‪:‬‬ ‫‪ .b‬تنقص‪.‬‬ ‫‪ .a‬تزداد‪.‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪ .c‬تبقى ثابتة‪.‬‬ ‫‪0.4 s‬‬ ‫‪2 m.s -1‬‬ ‫‪ .d‬تزداد ث ّم تنقص‪.‬‬ ‫السّؤال ال َّثالث‪:‬‬ ‫‪20‬‬ ‫الرسم البياني المجاور موجة تنتشر في وسط ما‪.‬‬ ‫يمثّل ّ َ‬ ‫المطلوب‪:‬‬ ‫‪ 1.‬استنتج طول الموجة وسعتها‪.‬‬ ‫‪ 2.‬إذا كانت سرعة الموجة ‪، 20 m.s -1‬‬ ‫احسب تواتر الموجة ودورها‪.‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪10‬‬‫‪30‬‬ ‫ )‪x(m‬‬ ‫‪102‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪20-‬‬ ‫الرابع‪:‬‬ ‫السؤال َّ‬ ‫ّ‬ ‫ح ّل المسائل األتية‪:‬‬ ‫األولى‪:‬‬ ‫المسألة ّ‬ ‫مسطرة مرنة تتَّصل بوتر مشدود وتهت ّز بتواتر قدره‬ ‫الموجة ‪ . m = 5 cm‬المطلوب‪:‬‬ ‫‪ 1.‬احسب سرعة انتشار األمواج‪.‬‬ ‫‪ 2.‬نجعل تواتر المسطرة ‪ 5 Hz‬احسب طول الموجة‪.‬‬ ‫‪20 Hz‬‬ ‫فتتكوَّن على الوتر أمواج عرضيَّة طول‬ ‫المسألة الثّ َانية‪:‬‬ ‫يولِّد هوائي إرسال أمواج كهرطيسيَّة طولها ‪ . m = 2 m‬فإذا علمت َّ‬ ‫إن سرعة انتشار هذه األمواج‬ ‫الضوء ‪ . c = 3 # 10 8 m.s -1‬احسب تواتر هذه األمواج ودورها‪.‬‬ ‫بسرعة َّ‬ ‫المسألة الثَّالثة‪:‬‬ ‫تنتشر موجة عرضيَّة على سطح ماء ساكن بسرعة‬ ‫‪ 1.‬طول الموجة‪.‬‬ ‫‪ 2.‬المسافة التي تقطعها الموجة خالل ‪. 4 s‬‬ ‫‪2 m.s -1‬‬ ‫وبتواتر ‪ . 80 Hz‬المطلوب حساب‪:‬‬ ‫‪103‬‬