الموجات

 

أستكشف انتقال طاقة الصوت خطوات العمل: 1- أقص عنق البالون، واحتفظ بالجزء العريض منه. 2- أصمم نموذجا: أنثر كمية قليلة من السكر داخل الوعاء الزجاجي، واغطي فوهته باستخدام البالون، وأتأكد من أنه مشدود، ثم أثبت البالون حول فوهة الوعاء باستخدام الرباط المطاطي. 3- أجرب: أطرق بلطف على سطح البالون المشدود باستخدام الطرف غير المدبب لقلم الرصاص. 4- ألاحظ ما يحدث لحبيبات السكر في أثناء عملية الطرق، وأدون ملاحظاتي. 5- أكرر الخطوتين 3 و 4 مع زيادة قوة الطرق على سطح البالون. 6- أستدل: علام يدل تحرك حبيبات السكر؟ يدل على انتقال تأثير الطرق على سطح البالون إلى حبيبات السكر بسبب انتقال الاهتزاز من غشاء البالون إلى حبيبات السكر عبر الهواء. 7- أتنبأ: ما النتائج التي سأحصل عليها إذا نفذت التجربة نفسها بعد تفريغ الوعاء من الهواء تماما؟ لن تتحرك حبيبات السكر. 8- أستنتج: كيف تنتقل الطاقة من سطح البالون إلى حبيبات السكر؟ عن طريق انتقال الاهتزاز من سطح البالون إلى الهواء إلى حبيبات السكر. 9- أتواصل: أشارك زملائي/ زميلاتي في ما توصلت إليه.

ما الموجة؟

يعد كل من الضوء والصوت شكلا من أشكال الطاقة، وينتقل كل منهما على شكل موجات.

الموجة Wave: هي اضطراب أو اهتزاز تنتقل فيه الطاقة من مكان إلى آخر.

 

بعض الموجات تحتاج إلى وسط ناقل، مثل: موجات الصوت تنتقل عبر الهواء، وموجات البحار والمحيطات تنتقل عبر الماء.

وبعضها لا تحتاج إلى وسط ناقل، مثل موجات الضوء.

أتحقق: أوضح المقصود بالموجة.

اضطراب أو اهتزاز تنتقل فيه الطاقة من مكان إلى آخر.

 

أنواع الموجات

تصنف الموجات بحسب حاجتها إلى وسط تنتقل عبره على نوعين:

1- موجات كهرمغناطيسية

2- موجات ميكانيكية

الموجات الكهرومغناطيسية

الموجات الكهرومغناطيسية Electromagnetic Waves: هي الموجات التي لا تحتاج إلى وسط ناقل.

مثال:

الضوء يعد من الموجات الكهرومغناطيسية، إذ بالرغم من انتقاله في الهواء والمواد السائلة والصلبة الشفافة فإنه لا يحتاج إلى هذه الأوساط لانتقاله.

 

الموجات الميكانيكية

الموجات الميكانيكية Mechanical Waves: هي موجات تحتاج إلى وسط ناقل، إذ تنتشر من منطقة حدوثها عن طريق اهتزاز جسيمات هذا الوسط.

مثال:

1- الموجات الزلزالية، تنتشر في القشرة الأرضية ومياه البحار.

يمكن رصد الزلازل في أثناء حدوثها، وتكون الطاقة التي تنقلها موجات الزلزال في أحيان كثيرة كبيرة جدا إذا كان الزلزال قويا، ما قد يسبب دمارا كبيرا في المباني والجسور.

2- موجات الصوت، إذ تنتقل عبر المواد الصلبة والسائلة والغازية، فإذا طرقت على طرف قضيب من الحديد وأنا أضع أذني على طرفه الآخر فإنه يمكنني سماع صوت الطرق، لانتقال موجات الصوت عبر الحديد.

وأسمع صوت المؤذن نتيجة انتقال موجات الصوت في الهواء، كما أن الدلافين تتواصل مع بعضها بإصدار أصوات تنتقل موجاتها عبر الماء، أنظر الشكل الآتي والذي يمثل دلافين تتحرك في مجموعة.

 

أتحقق: أقارن بين الموجات الزلزالية وموجات الصوت من حيث وسطها الناقل.

تنتقل موجات الصوت عبر المواد الصلبة والسائلة والغازية، وتنتقل الموجات الزلزالية في القشرة الأرضية ومياه البحار.

 

أتأمل الصورة أفسر كيف تستطيع مركبة استكشاف سطح المريخ إرسال الصور والمعلومات من هناك إلى المحطة الأرضية في كوكب الأرض. ترسل مركبة استكشاف سطح المريخ الصور والمعلومات من هناك على شكل موجات كهرمغناطيسية تعبر الفضاء إلى المحطة الأرضية.

تصنيف الموجات بحسب اتجاه انتشارها

تصنف الموجات بحسب اتجاه انتشارها إلى:

1- موجات مستعرضة

2- موجات طولية.

الموجات المستعرضة

تعد الموجات مستعرضة إذا كان اتجاه انتشارها عموديا على اتجاه حركة جسيمات الوسط الناقل. ومن الموجات المستعرضة موجات الماء والموجات المتولدة في حبل عند تحريك أحد أطرافه إلى الأعلى وإلى الأسفل.

قمة الموجة Wave Crest: أعلى نقطة في الموجة المستعرضة.

قاع الموجة Wave Trough: أخفض نقطة في الموجة المستعرضة.

أتأمل الشكل أحدد على الشكل قمة الموجة وقاعها.

الموجات الطولية

تعد الموجات طولية إذا كان اتجاه انتشارها موازيا لاتجاه حركة جسيمات الوسط الناقل. ومن الموجات الطولية، موجات الصوت والموجات المتولدة في نابض عندما أدفعه إلى الأمام وإلى الخلف.

تتقارب جسيمات الوسط الناقل للموجات الطولية ثم تتباعد عن بعضها.

التضاغط Compression: هو منطقة تقارب الموجات.

التخلخل Expansion: هو منطقة تباعد الموجات.

أتحقق: أقارن بين الموجات الطولية والموجات المستعرضة من حيث اتجاه انتشارها.

تنتشر الموجات الطولية باتجاه موازٍ لاتجاه حركة جسيمات الوسط الناقل.

تنتشر الموجات المستعرضة باتجاهٍ عموديٍ على اتجاه حركة جسيمات الوسط الناقل.

أتأمل الشكل أصنف الموجات المنبعثة من كل من جهازي الراديو والتلفاز بحسب اتجاه انتشارها وحاجتها إلى وسط ناقل.       اتجاه انتشارها حاجتها إلى وسط ناقل جهاز الراديو موازٍ لاتجاه حركة جسيمات الوسط الناقل. تحتاج جهاز التلفاز عموديٍ على اتجاه حركة جسيمات الوسط الناقل. لا تحتاج

 

 

نشاط: الموجات الطولية والموجات المستعرضة المواد والأدوات: نابض طويل مرن، شريط لاصق، شريط قماشي. خطوات العمل: 1- أثبت النابض من أحد طرفيه بالجدار باستخدام الشريط اللاصق على ارتفاع 1m من سطح الأرض. 2- أربط الشريط القماشي على جزء من النابض. 3- أجرب: أمسك بالطرف الحر للنابض وأحركه حركة اهتزازية للأعلى والأسفل بشكل منتظم. 4- ألاحظ: أراقب حركة النابض والشريط القماشي، ثم أرسم الشكل الذي نجم عن تحريك النابض وسهما يمثل حركة الشريط القماشي. 5- أستنتج: ماذا تمثل حركة الشريط القماشي بالنسبة إلى النابض؟ تمثل حركة جسيمات الوسط الناقل. 6- أصنف الموجة الناتجة إلى طولية أو مستعرضة. مستعرضة 7- أضع النابض على الطاولة، ثم أثبته من أحد طرفيه بالجدار باستخدام الشريط اللاصق. 8- أجرب: أمسك بالطرف الحر للنابض، وأحركه حركة اهتزازية إلى الأمام وإلى الخلف بشكل منتظم. 9- ألاحظ: أراقب حركة النابض والشريط القماشي، ثم أرسم الشكل الذي نجم عن تحريك النابض وسهما يمثل حركة الشريط القماشي. 10- أصنف الموجة الناتجة إلى طولية أو مستعرضة. طولية. 11- أتواصل: أشارك زملائي/ زميلاتي في ما توصلت إليه.