أنشطة الدرس الثاني: الحركة الموجية

أنشطة الدرس الثاني: الحركة الموجية

نشاط (1)

ضع قطع الدومينو على هيئة صف، بحيث تكون المسافات بينها متساوية كما بالشكل المقابل.

قطع الدومينو

  • ماذا يحدث عند دفع أول قطعة دومينو؟

- عند دفع الدومينو الأولى تسقط وتنتقل طاقتها إلى القطعة الثانية فتسقط هي الأخرى وتنتقل الطاقة بدورها إلى القطعة الثالثة وهكذا يستمر انتقال الطاقة خلال قطع الدومينو دون حدوث تغير في مواضعها

  • هل تتغير مواضع قطع الدومينو بعد سقوطها؟

- لا تتغير مواضع قطع الدومينو بعد سقوطها.

تدريب (1)

ما تفسيرك لحركة العملة (ص) عند دفع العملة (س) بالرغم من عدم تلامسهما كما بالشكل المقابل؟

تجربة

- لانتقال طاقة العملة (س) إلى العملة (ص) عبر باقي العملات المثبتة بأصابع اليد.

نشاط (2)

الملاحظات

1. ماذا يحدث للهب الشمعة؟

- يهتز لهب الشمعة يمينًا ويسارًا ولا يظهر دخان عود البخور من الطرف الآخر للأنبوبة.

2. ما الأمواج التي نقلت الطاقة من الشوكة الرنانة إلى الشمعة؟

- الأمواج الصوتية.

3. هل تتحرك جزيئات الهواء مع حركة الأمواج الصوتية خلال الأنبوبة؟ كيف تدلل على ذلك؟

- نعم، فهي تهتز في مواضعها دون أن تنتقل من مكان إلى آخر.

- والدليل على ذلك أنه ينشأ عن اهتزاز دقائق الوسط أثناء انتقال الموجة حركة تعرف باسم الحركة الموجية ويسمى الاتجاه الذي تتقدم فيه الموجة بخط انتشار الموجة.

التفسير

- تهتز دقائق الوسط (جزيئات الهواء المختلطة بالدخان) في مواضعها دون أن تنتقل من مكان إلى آخر أنثاء انتقال الأمواج الصوتية بما تحمله من طاقة.

نشاط (3)

1. صف اتجاه انتشار الموجة (حلقات الملف) واتجاه اهتزاز جزيئات الوسط (الشريط الملون) في:

  • الحالة الأولى

عند تحريك الملف لأعلى ولأسفل أو يمينًا ويسارًا عموديًا على محور الملف (شكل 1)

الشكل (1)

  • الحالة الثانية

عند دفع وجذب حلقات طرف الملف شكل (2)

شكل (2)

2. هل يتغير موضع الحلقات أثناء انتشار الموجة في أي من الحالتين؟

3. في أي من الحالتين:

  • تعلو وتهبط الحلقات مكونة قممًا وقيعانًا على الترتيب؟

  • تتقارب وتتباعد الحلقات مكونة تضاغطات وتخلخلات على الترتيب؟

تدريب (2)

قارن بين الموجة المستعرضة والموجة الطولية.

وجه المقارنة

الموجة المستعرضة

الموجة الطولية

التع ريف

الاضطراب الذي تهتز فيه جزيئات الوسط عموديًا على اتجاه انتشار الموجه

الاضطراب الذي تهتز فيه جزيئات الوسط في نفس اتجاه انتشار الموجة

التكوين

تتكون من قمم وقيعان.

تتكون من تضاغطات وتخلخلات.

نشاط بحثي

مستعينًا ببنك المعرفة المصري أو أي مصدر للمعرفة متاحًا لديك. ابحث عن تفسير لما يأتي: عدم سماع صوت الانفجارات الشمسية في حين أننا نرى الضوء الصادر عنها.

- لأن الصوت من الأمواج الميكانيكية التي تحتاج لوسط مادي تنتقل خلاله ولا يمكنها الانتشار في الفراغ بينما الضوء موجات كهرومغناطيسية يمكنها الانتشار في الفراغ.

نشاط للمناقشة

ناقش زملاءك في المجموعة عن سبب سماع صوت الرعد بعد رؤية البرق رغم حدوثهما في وقت واحد.. ثم اعرض ما توصلت إليه على معلمك.

- لأن سرعة انتشار موجات الضوء أكبر بكثير من سرعة انتشار موجات الصوت في الهواء.

الموجات الميكانيكة والموجات الكهرومغناطيسية

قارن بين الموجات الميكانيكية والموجات الكهرمغناطيسية.

وجه المقارنة

الموجات الميكانيكية

الموجات الكهرومغناطيسية

التعريف

موجات يلزم لانتشارها وجود وسط مادي ولا يمكنها الانتشار في الفراغ.

موجات لا يلزم لانتشارها وجود وسط مادي ويمكنها الانتشار في الفراغ.

أنواعها

منها مستعرضة ومنها طولية.

جميعها مستعرضة.

سرعتها

تنتشر بسرعة أقل من الموجات الكهرومغناطيسية.

تنتشر بسرعة كبيرة جدًا فسرعتها في الفراغ 3 × 810 م/ث.

مثال

موجات الماء (مستعرضة)

موجات الصوت (طولية)

موجات الضوء - موجات الأشعة تحت الحمراء - موجات الراديو المستخدمة في أجهزة الرادار.

طول الموجة (ل)

ادرس الشكل المقابل وضع تعريفًا مناسبًا لطول الموجة المستعرضة.

شكل لطول الموجة المستعرضة

- طول الموجة المستعرضة (ل): المسافة بين أي قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين.

2. سعة الموجة تدريب (4)

قارن بين مقدار سعة اهتزاز كل من الموجتان (س)، (ص) في الشكل المقابل.

الموجة (س)

- سعة الموجة (س) = 2م، سعة الموجة (ص) = 4م

سعة الموجة (س) نصف سعة الموجة (ص)

أو: سعة الموجة (ص) ضعف سعة الموجة (س)

الطول الموجي للموجة (س) = الطول الموجي للموجة (ص).

سرعة الموجة (ع)

يمكن تعريف سرعة الموجة بـ..

الموجة (ص)

- المسافة التي تقطعها الموجة في الثانية الواحدة.

4 التردد (ت)

يمكن تعريف التردد بأنه...

- عدد الموجات الكاملة الحادثة في الثانية الواحدة.

ما العلاقة بين تردد موجة (ت) وزمنها الدوري (ز)؟

- التردد (ت) × الزمن الدوري (ز) = 1

- التردد (ت) = 1/ الزمن الدوري (ز)

- الزمن الدوري (ز) = 1/ التردد (ت)

تدريب (6)

قارن بين الحركة الاهتزازية والحركة الموجية.

الحركة الاهتزازية

الحركة الموجية

- هي الحركة التي يحدثها الجسم المهتز على جانبي موضع سكونه بحيث تتكرر حركته على فترات زمنية متساوية.

- سرعة الجسم المهتز تقل بالابتعاد عن موضع سكونه، مثال: حركة البندول والشوكة الرنانة.

- هي الحركة الدورية الناشئة عن اهتزاز دقائق الوسط في لحظة ما وباتجاه معين.

- سرعة الموجة ثابتة في الوسط الواحد وتتغير من وسط لآخر، مثال: حركة موجات الصوت والماء.

تدريبات الدرس الثاني

1. أكمل العبارات الآتية بما يناسبها:

(1) تصنف الأمواج تبعًا لقدرتها على الانتشار ونقل الطاقة إلى أمواج ميكانيكية، وكهرومغناطيسية.

(2) القمة في الموجة المستعرضة يقابلها تضاغط في الموجة الطولية.

(3) تعتبر موجات الراديو من الموجات الكهرومغناطيسية والتي تنتشر في الفراغ بسرعة 3 × 810 م/ث.

2. صوّب العبارات الآتية بشرط عدم تغيير ما تحته خط:

(1) الموجة المستعرضة عبارة عن اضطراب تهتز فيه دقائق الوسط في نفس اتجاه انتشار الموجة.

- الموجة المستعرضة عبارة عن اضطراب تهتز فيه جزيئات الوسط عموديًا على اتجاه انتشار الموجة.

(2) حركة بندول ساعة الحائط تمثل حركة موجية.

- حركة موجات الماء تمثل حركة موجية.

(3) الجسم الذي تردده 200 هرتز يقوم بعمل اهتزازة واحدة في 200 ثانية.

- الجسم الذي تردده 200 هرتز يقوم بعمل 200 اهتزازة كل ثانية.

3. ما المقصود بكل من:

(1) الطول الموجي لموجة صوتية 30 سم.

- أي أن المسافة بين مركزي أي تضاغطين متتاليين أو تخلخلين متتاليين لهذه الموجة = 30 سم.

(2) المسافة التي تقطعها موجة ضوء مرئي في الفراغ خلال زمن قدره 2 ثانية تساوي 6 × 810 متر.

- السرعة = 6 × 1082 = 3 × 108 م/ث

أي أن سرعة هذه الموجة التي تقطعها في الفراغ = 3 × 810 م/ث.

4. قارن بين كل مما يلي:

(1) الموجات الطولية والموجات المستعرضة.

وجه المقارنة

الموجة المستعرضة

الموجة الطولية

التع ريف

الاضطراب الذي تهتز فيه جزيئات الوسط عموديًا على اتجاه انتشار الموجه

الاضطراب الذي تهتز فيه جزيئات الوسط في نفس اتجاه انتشار الموجة

التكوين

تتكون من قمم وقيعان.

تتكون من تضاغطات وتخلخلات.

الطول الموجي

المسافة بين أي قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين.

المسافة بين مركزي أي تضاغطين أو تخلخلين متتاليين.

مثال

موجات الضوء، موجات الماء، موجات الراديو.

موجات الصوت، الموجات التضاغطية لزنبرك.

(2) الحركة الاهتزازية والح ركة الموجية.

الحركة الاهتزازية

الحركة الموجية

- هي الحركة التي يحدثها الجسم المهتز على جانبي موضع سكونه بحيث تتكرر حركته على فترات زمنية متساوية.

- سرعة الجسم المهتز تقل بالابتعاد عن موضع سكونه، مثال: حركة البندول والشوكة الرنانة.

- هي الحركة الدورية الناشئة عن اهتزاز دقائق الوسط في لحظة ما وباتجاه معين.

- سرعة الموجة ثابتة في الوسط الواحد وتتغير من وسط لآخر، مثال: حركة موجات الصوت والماء.

5. من الشكل المقابل، أوجد:

موجة

(1) الطول الموجي = المسافة التي تقطعها الموجاتعدد الموجات الكاملة = 42 = 2 م

(2) التردد = عدد الموجات الكاملةالزمن بالثواني = 5.02.0 = 5.2 هيرتز

(3) سعة الموجة = 1 م

(4) سرعة انتشار الموجة = الطول الموجي (ل) × التردد (ت) = 2 × 2.5 = 5 م/ث.

6. أمواج صوتية ترددها 200 هرتز وطولها الموجي في الهواء 1.7 متر. احسب:

(1) سرعة انتشار الموجات الصوتية في الهواء.

- السرعة = التردد × الطول الموجي = 200 × 1.7 = 340 م/ث.

(2) الطول الموجي لهذه الموجات عند انتشارها في الماء بسرعة 1500 متر/ ثانية.

- الطول الموجي = السرعةالتردد = 1500200 = 5.7 م

7. نشاط إبداعي:

- اكتب عشرة مفاهيم علمية مختلفة تتكون كل منها من كلمتين فقط، على أن تكون إحداهما كلمة الموجة.

  1. طول الموجة.

  2. سرعة الموجة.

  3. تردد الموجة.

  4. الموجة الطولية.

  5. الموجة المستعرضة.

  6. سعة الموجة.

  7. موجة صوتية.

  8. موجة ميكانيكية.

  9. موجة ضوئية.

  10. موجة كهرومغناطيسية.