كيف تلعب آلة الأمواج
- اختر اختبارًا واقرأ الحبل والتردد والطول الموجي في البطاقة.
- استخدم v = f·λ وT = 1 ÷ f؛ والطول الموجي المسافة من قمة إلى التالية.
- اكتب توقّعك واضغط ابدأ. يملأ المحرك الحبل بالأمواج في الزمن الحقيقي.
- قارن العلامات البرتقالية بالقمم على الحبل، أو بالمسافة التي تبلغها الأمواج.
الطول الموجي والتردد والزمن الدوري
هُزّ أحد طرفي حبل صعودًا ونزولًا بانتظام فيجري قطار من الأمواج على امتداده. التردد f عدد الهزّات، وبالتالي عدد الأمواج، التي تصنعها كل ثانية، ويُقاس بالهرتز (Hz). والزمن الدوري T زمن هزّة واحدة: T = 1 ÷ f، لذا 2 Hz تعني موجة كل 0.5 s. والطول الموجي λ طول موجة واحدة، من قمة إلى التالية. وهذه كلها مرتبطة بسرعة الموجة. خلال زمن دوري واحد تتحرك الموجة الأولى طولًا موجيًا واحدًا بالضبط قبل أن تغادر التالية، لذا v = λ ÷ T = f·λ. والسرعة يحددها الحبل، أي مدى شده وثقله، لا يدك. لذا إذا هززت أسرع على الحبل نفسه تتسع أمواج أكثر: تصبح الأمواج أقصر. وإذا هززت أقوى بالإيقاع نفسه تصبح الأمواج أعلى، لكن سرعتها وطولها يبقيان كما هما. راقب أي نقطة مفردة على الحبل، مثل خرزة: إنها تصعد وتنزل مرة واحدة في كل زمن دوري.
نموذج تعليمي مركّز
الحبل مثالي: تحافظ الأمواج على شكلها وسرعتها ولا يُفقد شيء. يحرّك المحرك الطرف بموجة جيبية تامة بدءًا من السكون؛ وتتحرك جبهة قطار الأمواج إلى الخارج بسرعة الحبل، ولا ينعكس شيء من الطرف البعيد. تُرسم الارتفاعات أكبر من الأطوال. السعة لا تؤثر في السرعة ولا في الطول الموجي، كما في الأمواج الهادئة على أي حبل حقيقي. تجري التشغيلات في الزمن الحقيقي. الإجابات ضمن 2% صحيحة.