الموجة قد تنقل الطاقة عبر الماء بينما يرتد مؤشر طافي بشكل أساسي. نقل الطاقة ونقل المادة الحجمي أمران مختلفان.
بنِ النموذج
التردد هو عدد الاهتزازات لكل وحدة زمن؛ الطول الموجي هو المسافة بين نقاط متتالية في نفس الطور.
سرعة الموجة تساوي التردد مضروبًا في الطول الموجي.
الاهتزازات المستعرضة تكون عمودية على اتجاه الانتشار.
الطول الموجي: المسافة بين نقاط متتالية في نفس الطور.
التردد: عدد الاهتزازات لكل وحدة زمن.
الطول الموجي الواحد هو طول دورة كاملة واحدة؛ v = fλ
اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج
عند الحدود، يبقى التردد ثابتًا بسبب المصدر.
تغيير السرعة يؤدي إلى تغيير الطول الموجي.
الانكسار ينتج عن فروق السرعة؛ تُقاس الزوايا من العمود المقام.
في المختبر: قِس عدة أطوال موجية وقسّمها لتقليل عدم اليقين في القراءة الكسرية. استخدم صندوق أشعة مع رسم عمود على السطح الفاصل. أبعد الحزمة عن العينين وسجّل زوايا السقوط والانكسار بوضوح.
اعمل من الكميات المعروفة
معلوم: التردد 5 هرتز والطول الموجي 0.40 متر.
استخدم v = fλ. v = 5×0.40 = 2.0 متر لكل ثانية.
إذا انخفض السرعة إلى 1.5 متر في الثانية عند نفس التردد، الطول الموجي = v/f = 1.5/5 = 0.30 متر.
دورك الآن: التردد هو 8 هرتز والطول الموجي هو 0.25 م. أوجد سرعة الموجة.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
لا تتغير ترددات الموجة ببساطة بسبب تغير الوسط.
الموجة الطولية تكون اهتزازاتها موازية لاتجاه الانتشار.
غير صحيح: تردد الموجة يتغير دائمًا عندما تدخل موجة وسطًا جديدًا. التردد ثابت بواسطة المصدر، لذا يبقى كما هو عبر الحدود. ما يتغير هو السرعة، وبالتالي الطول الموجي عبر العلاقة v = f × الطول الموجي.
المفتاح:
التردد هو الاهتزازات لكل وحدة زمن؛ والطول الموجي هو المسافة بين نقاط متتالية في نفس الطور.
عند الحدود، يبقى التردد ثابتًا بسبب المصدر.
انتبه إلى: لا تتغير ترددات الموجة ببساطة بسبب تغير الوسط.
اكتب من سرعة موجة مقدارها 7.2 متر لكل ثانية
التردد هو 9 هرتز والطول الموجي هو 0.80 متر.
جد سرعة الموجة. إذا أصبحت السرعة 5.4 متر لكل ثانية عند حدود وسط ما، فجد الطول الموجي الجديد. يبقى التردد ثابتًا.
اكتب من تحقق سنل
تمر الضوء من الهواء إلى الزجاج (n = 1.5) بزاوية 30° مع العمود.
sin θglass = sin 30° ÷ 1.5 = 0.333، إذن θglass ≈ 19.5° — نحو العمود المقام على السطح في الوسط الأبطأ، كما يجب أن يكون.
اكتب من الزاوية الحرجة
ينتقل الضوء من الزجاج (n = 1.5) نحو الهواء.
sin θc = 1 ÷ 1.5 = 0.667، إذن θc ≈ 41.8° — وما وراءها يحدث الانعكاس الكلي الداخلي: وهو شرط الألياف الضوئية.
استكشف
Same frequency, different wavelength
At 5 Hz, speeds of 2.0 and 1.5 m/s give wavelengths of 0.40 and 0.30 m. Compare linked snapshots across a stationary boundary while keeping the source frequency shared.
المزيد من المواضيع في دبلومة البكالوريا الدولية · IB Diploma · Physics · HL
