الموجة الميكانيكية المتوالية الدورية

شرح درس الموجات الميكانيكية المتوالية الدورية :

1. الموجة الميكانيكية المتوالية الدورية

تعريف :

تعتبر الموجة الميكانيكة المتوالية دورية إذا كانت الاهتزازات الصادرة عن المنبع تتكرر بشكل دوري. وتكون جيبية إذا كان المقدار الفيزيائي المميز للاهتزازات (استطالة , ضغط… ) دالة زمنية جيبية.

(Hz)   و بترددهاT(s) تتميز الموجة الميكانيكة المتوالية الدورية بدورها 

2. الدورية الزمانية و الدورية المكانية

لموجة جيبية دوريتان :

• دورية زمانية :

كل نقطة M من وسط الانتشار تعود لنفس الحالة الاهتزازية أي تكرر نفس الحركة بعد مدد زمنية متتالية و متساوية تساوي الدور الزماني T.

• دورية مكانية :

في لحظة ما t , نقط وسط الانتشار التي تفصل بينها مسافات متقايسة في اتجاه الانتشار تساوي الدور المكاني.

المسافة λ تسمى طول الموجة

3. الموجة الميكانيكية المتوالية الجيبية :

الموجة المتوالية الدورية الجيبية هي موجة يكون المقدار الفيزيائي المقرون بها دالة جيبية بالنسبة للزمن وتعبيرها : 

حيث :

A : وسع الدالة الجيبة.

T : دورها,  و يمثل الدور الزمني.

Φ : الطور عند أصل التواريخ, يحدد باعتماد الشروط البدئية.

4. طول الموجة :

تعريف :

طول الموجة يساوي المسافة التي تقطعها الموجة خلال كل دور زماني T

وتعبيرها : 

حيث v سرعة انتشار الموجة.

يمكن ان نقول أيضا أن طول الموجة يساوي أصغر مسافة في اتجاه الانتشار تفصل نقطتين من وسط الانتشار لهما نفس الحالة الاهتزازية ( نقول أنهما على توافق في الطور)

التردد و الدور مميزتان لموجة : لا يتعلقان بوسط الانتشار, لكن طول الموجة ليس مميزة لها إذ يتعلق بالوسط.

مقارنة اهتزازات نقطتين من وسط الانتشار : 

معاينة ظاهرة اهتزازية بالوماض :

الوماض جهاز يرسل ومضات سريعة و دورية و دورها TS  قابل للضبط. يمكن الوماض من معاينة ظواهر دورية سريعة يستحيل تتبعها بالعين المجردة. كما يستعمل لقياس تردد أو سرعة دوران.

يمكن الوماض من قياس الدور T  لظاهرة دورية :  هذا الأخير يساوي أصغر قيمة لدور الومضات التي تمكن من مشاهدة توقف ظاهري

5. حيود موجة ميكانيكية :

• ظاهرة الحيود :

تعتبر ظاهرة الحيود خاصية للموجات , وتحدث عندها تصادف موجة ثقبا أو حاجزا أبعاده صغيرة.

يتصرف الثقب أو الحاجز كمنبع للموجات

• شرط الحيود :

نحدث موجة مستقيمية على سطح الماء و نغير a عرض الفتحة التي بين الصفيحتين بإبعادهما أو تقريبهما. فنشاهد الحالتين التاليتين ( الصورتان أسفله ).

6. تبدد موجة ميكانيكية :

تعريف :

يعتبر وسط الانتشار مبددا لموجة متوالية جيبية إذا كانت سرعة انتشارها في هذا الوسط تتعلق بترددها.

امثلة :

• سطح الماء وسط مبدد للموجات الميكانيكية.
• الهواء وسط غير مبدد للموجات الصوتية.