ورقاتشرح درس الموجات ثاني متوسط الفصل الثاني
الموجة اضطراب ينقل الطاقة من مكان إلى آخر دون أن تنتقل المادة معها، وتوصف بطولها الموجي وترددها وسعتها وسرعتها.
أهداف الدرس
- يفسّر أن الموجة تنقل الطاقة دون المادة.
- يميّز بين الموجات المستعرضة والطولية ويحدد أجزاء كل منها.
- يعرّف الطول الموجي والتردد والسعة والدور ويذكر وحداتها.
- يحل مسائل سرعة الموجة = الطول الموجي × التردد خطوة خطوة.
- يصف الانعكاس والانكسار والحيود والتداخل، ويذكر أمثلة على الموجات الزلزالية والبحرية.
المفهوم الأساسي
الموجة اضطراب ينقل الطاقة من مكان إلى آخر دون أن تنتقل المادة معها، وتوصف بطولها الموجي وترددها وسعتها وسرعتها.
شرح الدرس
حين تلقي حجرًا في بركة ماء تنتشر دوائر متتابعة، ويبقى ورق نبات طافٍ على سطح الماء يتحرك للأعلى والأسفل فقط ولا يبتعد مع الدوائر. ما الذي انتقل إذن؟ إنها الطاقة.
الموجة
الموجة اضطراب ينتقل في وسط أو في الفراغ فينقل الطاقة من نقطة إلى أخرى دون نقل المادة نفسها. فتهتز جسيمات الوسط حول مواضعها ثم تعود إليها.
«الموجة تنقل الطاقة ولا تنقل المادة.»
وتنقسم الموجات بحسب حاجتها إلى وسط: موجات ميكانيكية تحتاج وسطًا ماديًا كالصوت والماء، وموجات كهرومغناطيسية لا تحتاجه كالضوء.
الموجات المستعرضة والطولية
- الموجة المستعرضة: يهتز الوسط عموديًا على اتجاه انتقال الموجة، كموجة حبل مشدود يهتز لأعلى وأسفل. أعلى نقطة فيها تسمى القمة، وأدنى نقطة تسمى القاع.
- الموجة الطولية: يهتز الوسط في اتجاه انتقال الموجة نفسه، كنبض زنبرك مضغوط. تتكون فيها مناطق تقارب الجسيمات تسمى التضاغطات، ومناطق تباعد تسمى التخلخلات. والصوت موجة طولية.
المستعرضة قمم وقيعان، والطولية تضاغطات وتخلخلات.
خصائص الموجة
- السعة: أقصى إزاحة للجسيم عن موضع اتزانه، وتدل على كمية الطاقة، فالموجة الأكبر سعة تحمل طاقة أكبر.
- الطول الموجي: المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين، أو بين مركزي تضاغطين متتاليين، ويقاس بالمتر.
- التردد: عدد الموجات التي تمر بنقطة في الثانية الواحدة، ويقاس بالهيرتز Hz.
- الدور: الزمن اللازم لموجة كاملة، ويساوي مقلوب التردد.
- السرعة: المسافة التي تقطعها الموجة في الثانية.
والعلاقة بينها:
«سرعة الموجة = الطول الموجي × التردد»
مثال ١: موجة طولها الموجي ٢ م وترددها ٥ هيرتز، فما سرعتها؟ الحل: السرعة = ٢ × ٥ = ١٠ م/ث.
مثال ٢: موجة سرعتها ٣٤٠ م/ث وترددها ١٧٠ هيرتز، فما طولها الموجي؟ الحل: الطول الموجي = السرعة ÷ التردد = ٣٤٠ ÷ ١٧٠ = ٢ م.
وللموجة سرعة معينة في الوسط الواحد، فإذا زاد التردد قصر الطول الموجي.
سلوك الموجات
- الانعكاس: ارتداد الموجة عند اصطدامها بسطح، كصدى الصوت وانعكاس الضوء.
- الانكسار: تغير اتجاه الموجة عند انتقالها من وسط إلى آخر لاختلاف سرعتها، كظهور القلم مكسورًا في كوب ماء.
- الحيود: انحناء الموجة حول حافة أو عبر فتحة ضيقة، ولذلك نسمع صوتًا خلف جدار.
- التداخل: اجتماع موجتين في المكان نفسه، فإن تطابقت القمم زادت السعة (تداخل بنّاء)، وإن التقت قمة بقاع نقصت السعة (تداخل هدّام).
موجات حولنا
- الموجات الزلزالية: ناتجة عن اهتزاز الصخور عند حدوث زلزال، وتنتشر في باطن الأرض وعلى سطحها، ومنها طولية ومستعرضة، وترصدها الهيئة السعودية للمساحة الجيولوجية.
- الأمواج البحرية: تتولد بفعل الرياح على سطح البحر الأحمر والخليج العربي، وتنقل طاقة تصل إلى الشاطئ دون أن ينتقل ماء البحر كله.
تنقل أمواج الراديو والجوال معلومات عبر الفراغ والهواء بسرعة الضوء.
نشاط تعليمي
النشاط الأول
اربط حبلًا طويلًا بمقبض باب وهزه أعلى وأسفل بإشراف المعلم، وراقب الموجة وعدّ القمم.
تتكون موجة مستعرضة تنتقل على الحبل ولا ينتقل الحبل.
أن يشاهد الطالب موجة مستعرضة.
التطبيق الثاني
موجة ماء تقطع ٦ م/ث وطولها الموجي ٣ م. احسب ترددها.
التردد = السرعة ÷ الطول الموجي = ٦ ÷ ٣ = ٢ هيرتز.
أن يطبق الطالب القانون.
الموقف الثالث
لماذا يتحرك قارب صغير للأعلى والأسفل مع الموجات ولا يندفع مع الماء؟
لأن الموجة تنقل الطاقة والمادة تهتز حول موضعها.
أن يفسر الطالب نقل الطاقة.
ملاحظات مهمة
- 1الموجة تنقل الطاقة لا المادة.
- 2المستعرضة قمم وقيعان والطولية تضاغطات وتخلخلات.
- 3سرعة الموجة = الطول الموجي × التردد.
- 4من سلوكها الانعكاس والانكسار والحيود والتداخل.
أخطاء شائعة
- ✗ خطأالظن أن الماء ينتقل مع الموجة.✓ الصواب: تهتز جسيمات الماء حول مواضعها وتنتقل الطاقة فقط.
- ✗ خطأالخلط بين الطول الموجي والسعة.✓ الصواب: الطول الموجي مسافة أفقية بين قمتين، والسعة أقصى إزاحة رأسية.
ملخص الدرس
- الموجة اضطراب ينقل الطاقة.
- مستعرضة وطولية، ميكانيكية وكهرومغناطيسية.
- الطول الموجي والتردد والسعة والدور من خصائصها.
- تنعكس وتنكسر وتحيد وتتداخل.
هل أتقنت الدرس؟اختبر نفسك من خلال اختبار قصير من عدة أسئلة.
