فيزياء 2ث الفصل الاول

نبدا اولا بدراسة الحركة الاهتزازية
الحركة الاهتزازية:- هى حركة جسم ذهاباً وإياباً حول موضع سكونه الأصلى فى اتجاهين متضادين وفى فترات زمنية متساوية.
*ملاحظات هامة
(1) الجسم المهتز يتحرك حول موضع اتزانه الأصلى.
(2) تختلف سرعة الجسم المهتز من نقطة لأخرى فى مسار حركته.
(3) الحركة الاهتزازية فى أنقى صورها تسمى بالحركة التوافقية البسيطة.
: الإزاحة:-
هى بعد الجسم المهتز فى اى لحظة عن موضع سكونه الاصلى .
 سعة الاهتزازة A :-
هى أقصى إزاحة للجسم المهتز.
أو هى المسافة بين نقطتين متتاليتين فى مسار حركة الجسم المهتز تكون سرعته
فى إحداهما أقصها وفى الأخرى منعدمة.
الاهتزازة الكاملة:-
هى الحركة التى يعملها المصدر المهتز فى الفترة الزمنية التى تمضى بين
مروره بنقطة واحدة فى مسار حركته مرتين متتاليتين فى اتجاه واحد.
 الزمن الدورى T:-
هو الزمن اللازم لعمل اهتزازة كاملة.
التردد υ:-
هو عدد الاهتزازات الكاملة التى يعملها المصدر المهتز فى الثانية الواحدة.
وحدات قياس التردد :- هرتز او اهتزازة / ثانية كيلو هرتز – ميجا هرتز
الطور:
موضع واتجاه نقطة مادية فى لحظة ما.
النبضة :-
اضطراب فردى لا يتكرر( وقد تكون نبضة قمة او نبضة قاع او موجة كاملة)
الموجة المرتحلة :-
اضطراب فردى يتدرج من نقطة الى اخرى
الحركةالتوافقية البسيطة:-
هى انقى صورة اوابسط صورة للحركة الاهتزاية
العلاقة بين التردد والزمن الدورى:-




الحركة الموجية :- هى مجمل حركة جزيئات الوسط فى اتجاه ما
الموجة :- هى اضطراب ينتقل وينقل الطاقة فى اتجاه انتشارها

انواع الامواج

الأمواج الميكانيكية الأمواج الكهرومغناطيسية
1- هى اضطراب يحتاج إلى وسط مادى تنتقل خلاله
2- تكون أمواج مستعرضة أو طولية
3- تنشأ من اهتزاز جزيئات الوسط إما عمودى أو فى نفس اتجاه انتشار الموجة
4- من أمثلتها :- أمواج الماء – الأمواج المنتشرة فى وتر يهتز – أمواج الصوت
5- سرعتها مختلفة وحسب الأوساط 1- هى اضطراب ينتشر فى الفراغ كما ينتشر فى الأوساط المادية
2- تكون أمواج مستعرضة فقط
3- تنشأ من اهتزازات مجالات كهربية ومغناطيسية فى اتجاه عمودى على انتشار الموجة
4- من أمثلتها :- أمواج الراديو – أمواج الضوء – أشعة اكس – أشعة جاما
5- تسير بسرعة الضوء

 خواص الامواج:-
تنعكس - تنكسر - تتداخل - تحيد – تسير فى خطوط مستقيمة
الموجات الميكانيكية
شروط حدوثها :- هو وجود ما يلى :-
1- مصدر الاهتزاز 2- نوع من الاضطراب ينتقل من المصدر 3- الوسط الذى ينقل الاهتزاز

 أنواع الموجات الميكانيكية:-
مقارنة بين الموجات المستعرضة والطولية
الموجة الطولية
الموجة المستعرضة
وجه المقارنة


تخلخل تضاغط



شكل الموجة
حول مواضع اتزانها فى فى نفس اتجاه الموجه حول مواضع اتزانها فى اتجاه عمودى على اتجاه انتشار الموجة
اتجاه اهتزاز جزيئات الوسط
المسافة بين مركزى تضاغطين متتاليين او بين مركزى تخلخلين متتاليين المسافة بين قمتين متتاليتين او بين قاعيين متتاليين الطول الموجى
فى الغازات والسوائل والجوامد غالبا فى السوائل والجوامد اماكن حدوثها
*موجات الصوت فى الغازات
* الموجات فى باطن الماء *الموجات على سطح الماء
*الموجات المنتشرة فى الاوتار امثلة

ملاحظات :-

1- الطول الموجى:- هو المسافة بين نقطتين متتاليتين لهما نفس الطور (نفس الازاحه ونفس الاتجاه)
او المسافة التى تتحركها الموجه خلال زمن دورى واحد.
2- القمه :- هى النهاية العظمى للازاحة فى الاتجاه الموجب .
3- القاع :- هى النهايةالعظمى للازاحة فى الاتجاه السالب.
4- التضاغط :- هوالموضع الذى تتقارب فيه جزيئات الوسط من بعضها .
5- التخلخل :- هوالموضع الذى تتباعد فيه جزيئات الوسط من بعضها.
6- اذا انتقلت موجة من وسط الى وسط اخر مختلف عنه فان :-
- تردد الموجة لايتغير وذلك لان تردد الموجة يتوقف على تردد المصدر
- يتغير الطول الموجى وتتغير السرعة .
7- سرعة الموجة فى نفس الوسط لا تتغير اى انه اذا تغير الطول الموجى لموجه فى وسط ما فان التردد يتغير وتظل السرعة ثابتة
8- المسافة الرأسية بين قمة وقاع تساوى ضغف سعة الاهتزازة
9- المسافة الافقية بين قمة وقاع متتاليين تساوى نصف الطول الموجى

تعليلات هامة

1-الموجات الكهرومغناطيسية لا تحتاج بالضرورة لوسط مادى.
لأنها تنشأ نتيجة اهتزاز المجالات الكهربية والمغناطيسية وليس اهتزاز جزيئات الوسط.
2- الموجات الطولية لا تمثل بيانياً.
لأن اتجاه انتشارها فى نفس اتجاه اهتزاز جزيئات الوسط (الاتجاه الأفقى).
3- الصوت موجة طولية.
لأنه ينتشر على هيئة تضاغطات وتخلخلات وتهتز جزيئات الوسط فى نفس اتجاه انتشار الموجة.
4- الموجات الكهرومغناطيسية مستعرضة فقط.
لأنها تنشأ من اهتزاز مجالين متعامدين كهربى ومغناطيسى.
5- عند تحريك ماء فى حوض بواسطة لوح خشبى تنشأ موجة مستعرضة عند السطح وطولية عند القاع.
لأن جزيئات الماء تهتز لأسفل ولأعلى عند السطح وفى نفس اتجاه انتشار الموجة عند القاع.
6- نرى ضوء الشمس ولا نسمع صوت انفجاراتها الهائلة .
لأن موجات الصوت ميكانيكية يلزم لها وسط مادى تنتقل خلاله ، أما الضوء موجات كهرومغناطيسية تنتقل فى الفراغ و الأوساط المادية0
7- نرى البرق قبل أن نسمع الرعد .
لان سرعة الضوء اكبر بكثير من سرعة الصوت
8- كلما زاد تردد الموجة قل الطول الموجي لها .
لأن التردد يتناسب عكسيا مع طول الموجه .

9- ينتشر الصوت في الهواء والغازات علي شكل موجات طولية بينما ينتشر الصوت في المواد الجامدة والسوائل علي شكل موجات طولية ومستعرضة .
أـ لكي تحدث الموجة الطولية يجب أن تكون جزيئات الوسط قابلة للاهتزاز والإزاحة بالنسبة لبعضها وهذا الشرط متوفر في حالات المادة الثلاث الصلبة والسائلة والغازية
ب ـ لكي تحدث الموجة المستعرضة يلزم وجود قوي تماسك محسوسة بين جزيئات الوسط وهذا لا يتوفر في الغازات
10- استخدام رواد الفضاء أجهزة لاسيكية على سطح القمر.
لأن موجات الصوت ميكانيكية يلزم لها وسط مادى لكى تنتقل فيه ولا يوجد غلاف جوى للقمر0

ما معني قولنا أن : -

1 - الطول الموجي لأمواج البحر =0.4 متر
اى أن المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعيين متتاليين = 0.4 متر .

2 - موجة صوتية طولها الموجي 1.6 متر .
اى أن المسافة بين مركزي تضاغطين متتالين أو مركزي تخلخلين متتالين = 1.6 متر .

3- جسم مهتز يعمل 1200 ذبذبة كاملة في دقيقة واحدة .
اى ان التردد يساوي 20 ذ/ ث

4 - المسافة بين القمة الأولي والقمة الثالثة في موجة مستعرضة يساوي 20 سم .
اى أن الطول الموجي لهذه الموجة يساوي 10 سم
5- سعة موجة 20 سم
اى ان اقصى ازاحة لجزيئات الوسط بعيدا عن موضع السكون الاصلى = 20 سم
6-تردد موجة = 5 هرتز
اى ان عدد الامواج الحادثة فى الثانية الواحدة = 5 موجة
7-الزمن الدورى لبندول بسيط = 2 ثانية
اى ان الزمن اللازم لحدوث اهتزازة كاملة = 2 ثانية
8- المسافة بين قمة وقاع أومر كز تضاغط ومركز تخلخل متتاليين = 5 متر
اى ان الطول الموجى يساوى 10 متر
9- المسافة التى يشغلها التضاغط = 9 سم
اى ان الطول الموجى يساوى 18 سم
10- المسافة بين القمة الثانية والقاع الرابع = 25سم

اى ان الطول الموجى يساوى سم



علاقات هامة لحل المسائل

العلاقة بين التردد والزمن الدورى


سرعة انتشار الموجة


 عدد الأمواج = عدد الذبذبات = المسافة الكلية ÷ طول الموجة

 الاهتزازة الكاملة = 4 أمثال سعة الاهتزازة
الزمن الدورى = 4× زمن سعة الاهتزازة
عند القاء حجر فى ماء تتكون موجات على شكل دوائر فان نصف قطر الدائرة الخارجية هو المسافة التى قطعتها امواج الماء




مثال 1 انظر الى الشكل الذى امامك ثم اجب عما يلى :-
1- مانوع الحركة التى يتحركها الجسم
2- اوجد:-
أ-سعة الاهتزازة ب- الاهتزازة الكاملة
ج- التردد د- الزمن الدورى
3- اذا زاد طول البندول ab
ماذا يحدث لكل من التردد و الزمن الدورى
الحل
1- نوع الحركة ...اهتزازية
2- أ-سعةالاهتزازة A= 5 cm
ب- الاهتزازة الكاملة X= 4 x 5 = 20 cm

ج- التردد


د- الزمن الدورى


3- اذا زاد طول البندول فان الزمن الدورى يزداد والتردد يقل


مثال 2 انظر الى الشكل الذى امامك ثم اجب عما يلى:-
1-مانوع الموجة
2- ما هى النقاط التى لها نفس الطور .
3-اوجد:-
أ- عدد الامواج
ب- سعة الموجة
ج- الطول الموجى
د- التردد
هـ- الزمن الدورى
و- سرعة الموجة

الحل
1- نوع الموجة ....مستعرضة
2-النقاطالتى لها نفس الطورهى a, c , e والنقاط b ,d
3-
أ- عدد الامواج n = 2.5 wave
ب- سعة الموجة A = 6÷2 = 3 cm
ج- الطول الموجى

د- التردد

ه- الزمن الدورى

و- سرعةالموجة