تموجات مرتدة: كيف تنعكس الأمواج

لعبة محاكاة تعليمية. توقّع الزاوية التي يرتد بها تموج عن جدار، وأين تصوّب ضربة مرتدة، وهل تعود نبضة مقلوبة من طرف مثبّت أو معتدلة من طرف حر، ومتى تعود، ثم شاهد ذلك يحدث.

الانعكاسالتموجات والحبال

تموجات مرتدة

زاوية الخروج

جاهز
فعّل ⁦JavaScript⁩ لإرسال التموجات والنبضات. تبقى التعليمات والمثال المحلول متاحة للقراءة.
التموج أو النبضة الداخلةالمسار المرتد والرسمتوقّعكالجدار والطرف والمقياس
الأمواجθ_out = θ_in

الزمن

0.00 s

t

سرعة الموجة

— m/s

v

المسافة المقطوعة

— m

s

الارتفاع عند العلامة

— cm

y

الارتدادات

—

n

توقّع قبل أن تبدأ

اكتب توقّعك لتجهيز الأمور. يبقى زر البدء معطلًا حتى توجد إجابة.

توقّع كيف ترتد الأمواج.

نتيجة المهمة—

يجب أن تكون كل إجابة ضمن ⁦‎2%⁩: كل منها تربح ⁦100⁩ نقطة. والإجابة الصحيحة من التشغيل الأول تضيف ⁦50⁩. يُحتسب التشغيل بمجرد أن يبدأ.

✓ إجابة صحيحة① من المحاولة الأولى

كيف تلعب تموجات مرتدة

  1. اختر اختبارًا واقرأ الزاوية، أو النقطتين، أو النبضة ونوع الطرف، أو الحبل في البطاقة.
  2. استخدم ⁦θ_out = θ_in⁩، والصورة المرآتية لـ ⁦B⁩، والانعكاس المقلوب من طرف مثبّت والمعتدل من طرف حر، و⁦t = 2L ÷ v⁩.
  3. اكتب توقّعك واضغط ابدأ. شاهد التموج أو النبضة يذهب ويعود.
  4. قارن الخطوط والنقطة البرتقالية بمسار التموج، أو بالزاويتين في اللقطة المقرّبة، أو بارتفاع النقطة المعلَّمة.

كيف تنعكس الأمواج

حين تلتقي موجة بحدّ ترتد، وتصف ذلك قاعدتان. الأولى عن الاتجاه: الزاوية التي تغادر بها موجة سطحًا مستويًا تساوي الزاوية التي وصلت بها، ⁦θ_out = θ_in⁩. هكذا ترتد التموجات عن جانب حوض، والصوت عن جدار، والضوء عن مرآة، ولهذا تنجح الضربة المرتدة في البلياردو: صوّب نحو الصورة المرآتية للهدف خلف الحافة. والثانية عن اتجاه الانعكاس. على حبل مربوط بجدار، لا يستطيع الطرف الحركة، فحين تصل نبضة يشد الحبل الجدار إلى الأعلى ويشده الجدار إلى الأسفل: تعود النبضة مقلوبة. وإذا كان الطرف حرًا، حلقة تنزلق على عمود، ترتفع الحلقة وتعود، وترجع النبضة معتدلة. وفي الحالتين تحافظ الموجة على سرعتها، لذا تستغرق رحلة إلى الطرف والعودة ⁦t = 2L ÷ v⁩. انعكاسات كهذه تولّد الأمواج الموقوفة في أوتار الغيتار وأنابيب الأرغن.

نموذج تعليمي مركّز

جدار الحوض مستقيم وينعكس عنه كل شيء انعكاسًا تامًا؛ ويُرسم التموج حزمة صغيرة تحافظ على سرعتها، ويُرسم مسارها خلفها. والحبل مثالي: تحافظ النبضة على شكلها وسرعتها، ويُحسب انعكاسها كنبضة صورة مرآتية آتية من الاتجاه الآخر، مقلوبة لطرف مثبّت ومعتدلة لطرف حر. الارتفاعات مكبّرة. سرعة العرض مضبوطة بالمعامل الظاهر. الإجابات ضمن ⁦‎2%⁩ صحيحة.

تغيير اللغة يحتفظ باختبارك وتوقّعك ومحاولاتك وتشغيلك.