الموجات المستعرضة والطولية – كيف تتحرك جسيمات الوسط
الفيزياءالاهتزازات والموجات16–17 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيليهتز صف من جسيمات الوسط بفعل مصدر عند طرفه الأيسر؛ بدّل بين الموجة المستعرضة (تهتز الجسيمات عموديًا على اتجاه الانتشار) والموجة الطولية (تهتز الجسيمات على امتداد اتجاه الانتشار فتتكوّن تضاغطات وتخلخلات). جسيم واحد مُعلَّم باللون الأحمر ليبيّن أنه يهتز فقط حول موضع اتزانه، ويتحدّث الطول الموجي λ = v/f والزمن الدوري T ومنحنى إزاحة الجسيم فورًا عند تغيير f و A و v.
الدرس: وصف الموجات؛ الموجات المستعرضة والطولية؛ الطول الموجي والتردد وسرعة الموجة
ماذا تعرض
الموجة الميكانيكية اهتزاز ينتشر عبر وسط. لا تنتقل جسيمات الوسط مع الموجة، بل تهتز فقط حول مواضع اتزانها؛ أما ما ينتقل فهو حالة الاهتزاز (الطور) والطاقة. في الموجة المستعرضة تتحرك الجسيمات عموديًا على اتجاه الانتشار، وفي الموجة الطولية تتحرك على امتداده فتتكوّن تضاغطات وتخلخلات. الزمن الدوري T = 1/f، وفي زمن دوري واحد تتقدم الموجة طولًا موجيًا واحدًا، لذلك λ = vT = v/f. والجسيم الذي يبعد مسافة x عن المصدر يبدأ الاهتزاز بعد المصدر بزمن x/v.
طريقة الاستخدام
ابدأ بزر «موجة مستعرضة» وتتبّع الجسيم الأحمر: يتحرك صعودًا وهبوطًا حول موضع اتزانه (الخط المتقطع) لكنه لا ينتقل مع الموجة أبدًا. تبيّن العلامة بين قمتين متجاورتين الطول الموجي λ؛ قارنه بالقيمة v/f. انتقل إلى «موجة طولية» وحدّد التضاغطات والتخلخلات. غيّر «التردد» و«السعة» و«سرعة الموجة»، واضغط على جسيم آخر لتتبّعه وتقارن منحنى إزاحته.
المعاملات القابلة للتغيير
- نوع الموجة موجة مستعرضة, موجة طولية
- التردد 0.2–2 Hz
- السعة 0.5–3 cm
- سرعة الموجة 5–40 cm/s
أسئلة للاستكشاف
- هل يتحرك الجسيم الأحمر نحو اليمين مع الموجة؟ وما الذي تنقله الموجة فعلًا؟
- إذا بقيت سرعة الموجة ثابتة وتضاعف التردد، فكيف يتغير الطول الموجي؟
- لماذا ينتقل الصوت في الهواء على شكل موجة طولية فقط وليس موجة مستعرضة؟
