الموجـــــــــــــــــــــــات الميكـــانيكــــــــــية المتـــــواليــــــــــــــــــــــة الدوريـــــــــــــــــــة

الموجـــــــــــــــــــــــات الميكـــانيكــــــــــية المتـــــواليــــــــــــــــــــــة الدوريـــــــــــــــــــة

Les ondes mécaniques progressives périodiques

1-    الموجـــــــــــــــــــــة الميــــــــــــــــــــــــكانيكية المتواليـــــــــــــــــة الدوريــــــــــــــــــة:

1-1-    تجـــــــــــــــــــــــــربــة:    

في حوض للموجات يحتوي على ماء سمكه ثابت، نحدث بواسطة صفيحة مستطيلة و رأسية و متصلة بهزاز كهربائي، اضطرابا دائما ودوريا.

لتفادي انعكاس الموجة نكسو جوانب الحوض بقطن لامتصاص الموجة.

    مــــــــــــــــــلاحظات:

-    نشاهد تموجات مستقيمية ودورية تنشأ عند أسفل الصفيحة وتنتشر على سطح الماء.

-    كل نقطة من سطح الماء تنجز حركة ذهاب وإياب، ولهذه الحركة نفس دور حركة المنبع  ، نقول إن الموجة الميكانيكية مـــــــــــــــوجة دوريــــــــــــــــة.

2-1-    استنتـــــــــــــــــــــــــــــاج:    

تكون الموجة المتوالية دورية إذا كانت حركة كل نقطة من وسط الإنتشار تتكرر مماثلة لنفسها مع مرور الزمن،أي حركتها دورية.

3-1-    الدوريـــــــــــــــــــــة الزمـــــــــــــــانية:

   عند تتبع حركة نقطة معينة من وسط الإنتشار خلال الزمن، نلاحظ أن الحركة دورية وتتكرر خلال نفس المدة الزمنية نسميها الـــــــــــــدور ونرمز له ب T .

    الدور المكاني T لموجة متوالية دورية هو أصغر مدة زمنية تعود خلالها نقطة من وسط الإنتشار إلى نفس الحالة الإهتزازية، وحدته الثانية (S).

    تردد الموجة   هو مقلوب الدور ونكتب: 

4-1-    الدوريـــــــــــــــــــــة المكـــــــــــــانية:    

نحدث موجة صوتية ونضع ميكروفونين  M1 وM2 جنبا إلى جنب، نزيح الميكروفونM2 و نبقي الميكروفون  M1 ثابتا.

2-    الموجـــــــــــــــــــــة الميــــــــــــــــــــــــكانيكية المتواليـــــــــــــــــة الجيبــــــــــــيــــــــــــــــــة:

2-1-    تجــــــــــــــــــــــــربة:    

يتكون وسط الإنتشار من حبل مشدود ثبت أحد طرفيه بنهاية شفرة معدنية، بينما  يوضع قطن على الطرف الأخر للحبل لامتصاص الموجة، تتحرك الشفرة تحت كهرمغنطيس بتردد  N=200Hz.

نستعمل جهاز الوماض: وهو جهاز إلكتروني يصدر ومضات ضوئية سريعة في مدد زمنية متتالية و متساوية Te و يحتوي على زر يمكن من تغيير وضبط تردد الومضات Ne .

    مــــــــــــــــــلاحظــــــــــــــــــــات:                   

    نلاحظ أن شكل الحبل مضبب، مما يدل على أن الحبل في اهتزاز.

    نضيء الحبل بواسطة الوماض تم ضبطه على التردد  Ne، فنشاهد المنبع وهو يتذبذب بين موضعين قصويين، وتبعث منه موجة متوالية جيبية، كما نلاحظ أن حركة الحبل جيبية كذلك: نقول أن الموجة الميكانيكية متــــــــوالية جــيبية.

    عندما نضبط تردد الوماض على القيمة Ne=100Hz، نشاهد توقفا ظاهريا لجميع نقط الحبل.

2-2-    تـــــعـــريــــــــــــــــــــــــف:

تكون موجة ميكانيكية متوالية جيبية إذا كانت المعادلة الزمنية لحركة منبع الموجة عبارة عن دالة جيبية وتكتب على شكل: 

2-3-    العـــــــــــــــلاقة بــــــــــــين طـــــــــــــــول المـــــــــــــــوجة و الـــــــــــــــدور:

نسمي طول الموجة  المسافة التي تقطعها الموجة المتوالية الجيبية خلال مدة زمنية تساوي دور الموجة  أي:   

    مقارنة حركة نقطتين من وسط الإنتشار:

نعتبر نقطتين AوB تنتميان لوسط الإنتشار و تبعد كل منهما عن المنبع S على التوالي بالمسافة SA و بالمسافة SB .

    تكون حركتا AوB على تـــــوافق في الطــــــــــــور إذا كانتا تهتزان بنفس الحركة و في نفس الوقت حيث:

      تكون حركتا AوB على تعـــاكس  في الطــــــــــــور إذا كانتا تهتزان متعاكستان حيث:

• الحالة (2):       a>>   Lambda 

              نلاحظ أن ظاهرة الحيود تتضاءل وأن الموجة التي عبرت الفتحة غير دائرية.

3-2-    استنتـــــــــــــــــــــــــــــاج:

    عندما تصطدم موجة جيبية مستقيمية أو دائرية بحاجز به فتحة صغيرة (a<lambda) ، أو بجانب حاجز يسد جزئيا وسط الإنتشار، فإننا نحصل على مــــــــــــــــوجة مـــــــــــحيدة.

    للموجتين الواردة و المحيدة نفس التردد و نفس طول الموجة و نفس سرعة الإنتشار.

4-    ظـــــــــــــــــــــــاهرة التــــــــــــــبدد:

4-1-    تجــــــــــــــــــــــــربة:

نحدث موجة دائرية ترددها N في حوض الموجات، نضيء سطح الماء  بوماض و عند التوقف الظاهري للموجة يمكن قياس طولها  lambda.

    النتـــــــــــــــائج التـــــجريبية: