الأحد، 12 أكتوبر 2014

الحركة الموجية ( الإهتزازية)

الحركة الموجية ( الاهتزازية ) :
هي الحركة التي يصنعها الجسم المهتز على جانبي موضع سكونه أو اتزانه الأصلي مثل حركة البندول البسيط .

أو هي الاضطراب أو الحركة التي تحدث في الوسط عندما يتحرك كل جزء من أجزائه حركة اهتزازية تسري بالتتابع من نقطة إلى أخرى .
وتسمى الحركة الاهتزازية في أنقى صورها بالحركة التوافقية البسيطة.

س : هل لاحظت ما يحدث على سطح الماء عندما ترمي حجرا في بركة ماء؟
تشاهد اضطرابا على شكل دوائر يكون مركزها موضع سقوط الحجر ، وينتشر الاضطراب إلى أن يصل إلى جوانب البركة.
ما المقصود بالموجة؟
هي الاضطراب الذي ينتقل في اتجاه معين وبسرعة معينة ولا يستلزم ذلك انتقال جزيئات الوسط الذي تسري فيه الموجة ، بل إن الجزيئات تتحرك حركة اهتزازية دورية حول مواضع اتزانها – مواضع استقرارها - ، أي تتحرك حركة توافقية بسيطة يمكن تمثيلها بيانيا بالمنحنى الجيبي .


تعريف الموجة:
هي اضطراب لحظي ينتقل في الوسط المحيط بمصدر الاضطراب في اتجاه معين وبسرعة معينة ويقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشاره.

هل الموجة مادة؟
لا تعتبر الموجة مادة، ولكنها تسري خلال المادة دون أن يصحب ذلك انتقال المادة ، وتحمل الموجة الطاقة من مكان إلى آخر،تنتقل الطاقة من مكان لآخر بواسطة تحريك نقاط الوسط المتموج رغم أن جزيئات الوسط نفسه لا تنتقل من مكان إلى آخر في اتجاه انتشار الحركة الموجية.

جميع أشكال الحركة الموجية تنتقل من خلال الموجات.
تكون الموجات :
كيف تتكون الموجات؟
كيف تسري الموجات خلال الأوساط المختلفة؟
بسبب اهتزاز المصدر يحدث اضطرابا في الوسط المادي فتنتج عنه حركة موجية.

أنواع الموجات :
المصادر المهتزة:
من المصادر المهتزة :
اهتزاز وتر – اهتزاز فرعي شوكة رنانة – بندول بسيط مهتز – ملف زنبركي مهتز – غشاء طبلة مهتز – اهتزاز حبل – اهتزاز سطح الماء.
نابض

الشوكة الرنانة                      البندول البسيط

 
الموجات الميكانيكية :
هي الموجات التي تنشأ عن مصدر مهتز مثل الشوكة الرنانة أو الوتر المهتز ، وهي تحتاج إلى وسط مادي لانتقالها حيث تهتز جزيئات الوسط بنفس تردد المصدر المهتز وتقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشارها ، ولا يمكنها الانتشار في الفراغ مثل موجات الصوت .
وتسمى موجات مادية كذلك مثل حزمة من الإلكترونات ،أو حزمة من الأيونات
شروط الحصول على موجات ميكانيكية :
1 – وجود مصدر مهتز أو متذبذب .
2 – حدوث نوع من الاضطراب ينتقل من المصدر إلى الوسط المادي.
3 – وجود الوسط المادي المرن الذي يحمل هذا الاهتزاز.
الموجات الكهرومغناطيسية :
هي الموجات التي تنشأ نتيجة لاهتزاز مجالات كهربية ومجالات مغناطيسية متعامدة على بعضها وتنتشر في اتجاه واحد.
وهي لا تحتاج لوسط مادي لانتشارها حيث يمكنها الانتشار في الفراغ بسرعة ثابتة قدرها 3 × 10 8 م/ث
مثل موجات الضوء ، الأشعة السينية .

الأربعاء، 8 أكتوبر 2014

نظريات الضوء

 كان إسحاق نيوتن (Isaac Newton) من مؤيدي النظرية الجسيمية ، فهو يعتقد أن الضوء عبارة عن جسيمات "Particles" مستندا عل حقيقتين:
1- أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة في الأوساط المتشابهة، وظاهرة تكون الظلال دليل يؤيد هذه الحقيقية.
وكان نيوتن يدرك أنه إذا كان الضوء عبارة عن حزمة من الموجات فعليه أن يعاني من الانحراف حول الزوايا "الأركان" وهذا ما لم يثبته عمليا ولم يشاهده تجريبيا ،مما جعل النظرية الموجية مرفوضة لدية رفضا تاماً.

2- عند مرور الضوء الأبيض في الموشور فإنه يتحلل إلى عدة ألوان، وتبعا للنظرية الجسيمية فإن كل لون يتبع لنوع معين من الجسيمات ، كل جسيم يسير بسرعة مختلفة عن الآخر وينكسر بزاوية مختلفة أيضاً مما يسبب ظهور الألوان المميزة لكل جسم ،وهذا ما استنتجه نيوتن تجريبياً .

اهتمّ (نيوتن) بظاهرة (الضوء) وأجرى مجموعة من التجارب للخـــلوص إلى فهم علمي دقيق لسلوك (الضوء) وطبيعته، وكان البحث الذي نشره (نيوتن) في عام 1672م، تحت عنوان (نظرية جديدة عن الضوء والألوان)،يتلخّص في تجربة أجراها (نيوتن) إذ وضع منشوراً ثلاثياً مصنوعاً من زجاج في غرفة مظلمة، وسمح لشعاع رقيق من ضوء الشمس بالمرور عبر ثقب في نافذة الغرفة، فسقط هذا الشعاع على أحد وجوه المنشور، وخرج من الطرف الآخر ليسقط على حاجز، وكانت النتيجة أن تحلّل الضوء الأبيض وتفرّق إلى سبعة أضواء ملوّنة، وهي الأحمر، فالبرتقالي، فالأصفر، فالأخضر، فالأزرق، فالنيلي، فالبنفسجي.وقد أطلق (نيوتن) على هذه الأضواء الملونة اسم ( الطيــــــــف)




طور الفلكي والرياضي والفيزيائي الهولندي كريستيان هويجنز النظرية التي مؤداها أن الضوء ينتقل بحركة الموجات. والذي فسر الكثير من الظواهر الطبيعية للضوء كالتداخل والحيود والانكسار والانعكاس وغيرها.
هذا التفسير لمشاكل نيوتن في انتشار وتداخل الضوء دفع هويغنز إلى نتيجة أن :  الضوء عبارة في الحقيقة عن أمواج تنتشر في الفضاء بحيث كل نقطة من صدر الموجة تصبح بدورها منبع لموجة أخرى .