الموجات الميكانيكية المتوالية Les ondes mécaniques progressives نشاط 1: تعرف الموجة الميكانيكية حالة الوسط طبيعة الوسط التشوه البدئي للوسط الوسط التجربة التجربة 1 التجربة 2 التجربة 3 صلبة مادي, مرن عمودي على الوسط الحبل صلبة مادي, مرن متطابق مع الوسط النابض سائلة مادي, مرن عمودي على الوسط الماء من خلال التجربة 1, النقطة M من وسط الانتشار تتحرك أثناء مرور التشويه بها, ثم ترجع إلى موضعها البدئي. نستنتج أنه خلال انتشار الموجة ليس هناك انتقال للمادة التي تكون الوسط. التجربة 1: اتجاه التشويه عمودي على اتجاه الانتشار. نقول إن الموجة مستعرضة. التجربة 2: اتجاه التشويه على نفس استقامة اتجاه الانتشار. نقول إن الموجة طولية. التجربة 3: اتجاه التشويه عمودي على اتجاه الانتشار. نقول إن الموجة مستعرضة.
الموجات الميكانيكية المتوالية نشاط 2: الموجة الصوتية عند تفريغ الإناء الزجاجي من الهواء يختفي صوت الهاتف, مما يدل على أن الصوت لا ينتشر في الفراغ, أي أنه يحتاج إلى وسط مادي مرن إذن الصوت موجة ميكانيكية. عند النقر على الطبل ينبعث منه صوت, ونلاحظ تحرك الكرة أفقيا, أي في نفس اتجاه انتشار الموجة الصوتية, فنستنتج أن الصوت موجة ميكانيكية طولية. الموجة الميكانيكية المتوالية مفهوم التشويه التشويه تغير محلي ومؤقت لخاصية أو عدة خصائص فيزيائية لوسط معين. الموجة الميكانيكية نسمي موجة ميكانيكية ظاهرة انتشار تشوه في وسط مادي مرن, دون انتقال للمادة التي تكون هذا الوسط. ملحوظة: الوسط الذي تنتشر فيه الموجة الميكانيكية يسمى وسط الانتشار. الحيز الذي ينطلق منه التشويه يسمى منبع الموجة, وعادة ينمذج هذا الحيز بنقطة نرمز لها ب: S.
الموجات الميكانيكية المتوالية أمثلة: الموجة الميكانيكية أحادية البعد: حالة انتشار الموجة في اتجاه واحد (تشوه الحبل, تشوه النابض,...). الموجة الميكانيكية ثنائية البعد: حالة انتشار الموجة داخل مستوى واحد (تشوه سطح الماء, ...). الموجة الميكانيكية ثلاثية البعد: حالة انتشار الموجة في جميع الاتجاهات (الموجة الصوتية, ...). الموجة الميكانيكية المتوالية هي تتابع مستمر لا ينقطع لموجات ميكانيكية, ناتج عن اضطراب مصان ومستمر لمنبع الموجات. ملحوظة: خلال انتشار موجة ميكانيكية, تنتقل الطاقة ولا تنتقل المادة. الموجة المستعرضة والموجة الطولية الموجة المستعرضة يكون فيها اتجاه التشويه عموديا على اتجاه الانتشار. مثال: موجة طول الحبل (انظر النشاط 1). الموجة الطولية يكون فيها اتجاه التشويه على نفس استقامة اتجاه الانتشار.
الموجات الميكانيكية المتوالية أمثلة: موجة طول النابض (انظر النشاط 1). الموجة الصوتية: الصوت موجة طولية تنتشر نتيجة انضغاط – تمدد وسط الانتشار. نشاط 3: سرعة انتشار موجة والعوامل المؤثرة عليها 3 2.5 2 1.5 1 0.5 d (m) t (s) ∆ 0.09 0.18 0.27 0.36 0.45 0.54 المنحنى عبارة عن مستقيم يمر من الأصل معامله الموجه يعبر عن سرعة انتشار الموجة في الحبل: v = 5.56 m/s بإعادتنا للتجربة نلاحظ أن سرعة انتشار الموجة تتعلق بتوتر الحبل, والمادة المكونة له, ...
الموجات الميكانيكية المتوالية الخواص العامة للموجة تراكب موجتين عند تراكب موجتين فإنهما تستمران في الانتشار دون حدوث تغيير في شكلهما. سرعة انتشار موجة تعريف تحسب سرعة انتشار موجة بالعلاقة: حيث d: المسافة التي تقطعها الموجة خلال المدة الزمنية ∆t. العوامل المؤثرة على سرعة الانتشار تتعلق سرعة الانتشار بوسط الانتشار (مرونته, قصوره, درجة حرارته, ...). إذا ارتفع توتر الحبل تزداد سرعته. مفهوم التأخر الزمني في غياب الخمود, تعيد كل نقطة M من الوسط نفس حركة المنبع S, بتأخر زمني حيث: بصفة عامة التأخر الزمني لحركة نقطة M عن نقطة P هو: