العمل المخبري رقم 27: ظواهر الانتشار - بطاقة الأستاذ
مؤشرات الكفاءة:
- يتعرف على الأمواج و بعض خواصها ويميزها عن خواص الجسيمات.
- يجرى تجارب بسيطة بواسطة حبل أو نابض مرن أو يلقى بحجر على سائل ساكن.
- يستثمر ملف تجريبي ( شريط مصور، صورة فوتوغرافية ) يعطي شكل اضطراب في لحظات معينة،
ثم يوظّف العالقة بين التأخر الزمني والمسافة المقطوعة
- يعرف الموجة المتقدمة.
الوسائل المستعملة:
- نابض طويل، حبل مرن ، حامل، تجهيز دراسة ظاهرة الانتشار ( حوض به ماء ) ميقاتية،
نشاط:
1 - هز و بسرعة طرف حبل مرن و طويل، ماذا تشاهد؟
- عند إحداث اضطراب موضعي في طرف الحبل ، فان هذا الاضطراب لا يبقى في مكانه بل ينتشر بالتتالي
على طول الحبل ومحافظا على شكله تقريبا.
كل نقطة من الحبل تقوم بنفس الحركة التي حدثت في مصدر الاضطراب ( المنبع ) ، نقول أنها تعيد نفس حركة
المنبع لكن بتأخر زمني يتعلق بموضع هذه النقطة.
- يكون منحى انتشار نقاط الحبل عندما يصلها الاضطراب عموديا على منحى انتشار الاضطراب.
2 - ثبت النابض الطويل أفقيا من أحد أطرافه ثم اضغط على بعض الحلقات واتركه بسرعة، ماذا تشاهد؟
- لا يبقى التشوه الحاصل عند طرف النابض في مكانه بل ينتشر ويعم بقية حلقات النابض ، فيتجه الاضطراب
بالتدريج من المنبع إلى بقية الحلقات بحيث تعيد كل حلقة نفس الاضطراب الحاصل.
- منحى انتشار الاضطراب هو محور النابض ، و منحى اهتزاز أو حركة حلقة من حلقات النابض هو استقامة النابض نفسه.أي أن منحى اهتزاز الحلقات هو نفسه منحى انتشار الاضطراب.
- يكون منحى اهتزاز الحلقات عندما يصلها الاضطراب أفقيا على منحى انتشار الاضطراب.
3 - عند رمي حجر على سطح سائل و ساكن وفي اللحظة التي يالمس فيها الحجر سطح السائل ماذا يحدث ؟
- عندما نرمي بحجر على سطح الماء الراكد مثال نلاحظ تشكل تجاعيد ( تشوهات ) دائرية على هذا السطح، ثم تتسع لتعم كافة نقاط السطح، وعندما يصل إلى أية نقطة من السطح فإنها تعيد نفس الاهتزاز الذي حصل في المنبع.
4 - أنجز رسما توضيحيا في كل مرة.
- ماذا تستنتج من هذه التجارب ؟ لخص ملاحظاتك في جدول.
5 -أعط تعريفا للموجة ؟
- الموجة الميكانيكية هي ظاهرة الانتشار التدريجي لتشوه ( اضطراب ) محلي في وسط مادي دون انتقال للمادة ( دقائق الوسط )، بينما يرافق انتشار الاضطراب في وسط مادي انتقال للطاقة.
يكون الاضطراب عرضيا عندما تهتز النقاط المادية من الوسط المرن عموديا على منحى الانتشار.
يكون الاضطراب طوليا عندما تهتز النقاط المادية من الوسط المرن موازية لمنحى الانتشار.
الموجة المتقدمة
الوسائل المستعملة :
- التجهيز به رنانة كهربائية مثبتة فيها ساق تنتهي بفرع واحد يالمس سطح ماء راكد، فإذا اهتز المنبع بحركة اهتزازية جيبية فإنه يتولد في طرف الفرع حركة جيبية.
نشاط :
1 - أنجز التجربة وذلك بالنقر في نقطة من السطح الحر للماء في الحوض ، ماذا تالحظ؟
- نلاحظ الشكل الدائري للتجاعيد ذات أنصاف أقطار متزايدة ( تبدو مستقرة ) ولها المركز نفسه هو نقطة النقر والذي يمثل المنبع.
2 -ضع بحذر شديد عدة قطع خفيفة في نقاط مختلفة من سطح الماء ثم شغل الجهاز مرة أخرى. كيف يكون
منحى حركة القطع عندها ؟