10ap.4_28 waves and sound - science curriculum office ... web viewالموجات والنبضات...

1

والصوت Waves and soundالموجات [Type text]

2

والصوت Waves and soundالموجات

والنبضات seslup dna sevaW الموجات 1.82.A01األهدافالموجة . يعرف

الموجة تتولد كيف . يفسرالمائية الموجات حوض يستخدم

مختلفة أشكال توليد فيدائرية مستوية، .للموجات،

: جبهة التالية المفاهيم يذكرالموجة شعاع .الموجة،

في الموجات أهمية مدى يذكر.حياتنا

والموجة الموجة نبضة بين يميز.المستمرة

األساسية المصطلحاتevaW موجةeslup نبضةtnorf جبهة

الموجة yar evaw شعاعالموجات knat elppir حوض

suounitnoC مستمر

[Type text]

الموجة؟ هي ماهل ولكن الماء سطح فوق تتهادى الموجات ونراقب نرى كلنا

وما أنواعها وما األمواج هذه سر تعرف أن يوما فكرتصفاتها.

نشاط: .األدوات قطارة: ماء، به حوض

العمل :خطواتتنقيط في وابدأ بالماء قطارة امأل

قطرة قطرة الحوض في الماءالسائل سطح شكل تطور وسجل

تالحظ؟ ماذا الوقت، مرور مع

القطرات تالمس نقطة عند الدوائر من مجموعة تتولدجوانب اتجاه في تدريجيا الدوائر هذه وتتسع الماء، لسطح

ماء. قطرة سقوط عند أنه إلى الدوائر تكوين ويرجع الحوضالقطرة هذه عليه سقطت الذي الجزيء فإن الحوض في

من ينتقل أن دون له المجاورة الجزيئات اهتزاز فيسبب يهتزإلى االهتزاز ينتقل أن إلى وهكذا واهتزاز، دائرة فتنشأ مكانه

االضطراب يعرف لذلك دوائر، صورة في الحوض أرجاء جميع. الموجي باالنتشار االضطراب هذا انتقال و بالموجة،

: أن نستنتج السابق النشاط من( ( wave الموجة ) في: ) ينتشر اهتزاز اضطراب هي

. الطاقة ناقال المرن المادي الوسط

الموجي حركة(: wave propagation )االنتشار هي. معينة وبسرعة ما اتجاه في الوسط جزيئات

3


10A.28.1

[Type text]

الموجة؟ تتولد كيفنشاط:

أحد- 1 واربط حبال خذمقبض أو بالجدار طرفيه

الطرف امسك و الباب، . بيدك اآلخر

الطرف- 2 من الحبل حركأسفل وإلى أعلى إلى الحر

من قطارا خالله ترسل لكيماذا المتتالية، الموجات

تالحظ؟ الحبل في النبضات تكون

أن : نالحظاألعلى، نحو تدفعها بقوة تتأثر باليد المرتبطة الحبل أجزاء

في يليه آخر جزء إلى جزء من القوة هذه تأثير ينتقل وهكذافتبدأ األول وضعها إلى اليد تعود األثناء هذه وفي الحبل،

مرة أسفل إلى التحرك هذا وينتقل بالعودة، القريبة األجزاءقد جزء كل يكون وهكذا الحبل، عبر آخر إلى جزء من أخرى( . النبضات هذه إرسال كررنا ولو األعلى إلى ذروته وصل

pulse )حركة يولد مصدر لدينا كان لو أي الحبل طرف فيمن متالحقة مستمرة سلسلة هو نشاهده ما فإن اهتزازية

الموجي تعرف( pulseالنبضات ) الذي باالنتشار واالتجاه ، سطحها على عمودي اتجاه في ويكون الموجة فيه تنتشر

الموجة يسمى (.wave ray )بشعاعالمستمرة بالموجات المتالحقة النبضات على هيوويطلق

حركة يتحرك مصدر ويسببها إعاقة دون تنتشر التي الموجاتباستمرار. اهتزازية

4


10A.28.1

[Type text]

الموجة ) (wave frontجبهةنشاط:

المستخدمة المائية: )األدوات التموجات rippleحوضtank. مسطرة( ،

:الخطواتالحوض. 1 في الماء ضع

. مناسب مستوى إلىمسطرة. 2 حافة حرك

جوانب أحد عند تهتز بحيثشكل ارسم الحوض،

الموجة؟

عن عبارة الماء سطح على مستوية موجات تكون نالحظإلى الحوض جوانب أحد من تنتشر متوازية مستقيمة مناطق

خط وكل واحدة وبسرعة واحد اتجاه في اآلخر الجانبيعرف الموجة )مستوي (wave frontبجبهة

ماذا- 3 الحوض، وسط في متتابعة ماء قطرات أسقطتالحظ؟

المركز متحدة الدائرية الموجات من مجموعة تكون نشاهددائرة وكل واحدة وبسرعة مختلفة اتجاهات في وتنتشر

الموجة ) بجبهة (.wave frontتعرف

: أن نستنتج السابق النشاط منالموجة ) الموجة(: wave frontجبهة في سطح هو

. الزمنية اللحظة نفس في االهتزاز إليه يصل

5


10A.28.1

[Type text]

حياتنا في الموجات أهميةال، أم وجودها أدركنا سواء حياتنا في كبيرة أهمية للموجات

الصوت، ) الضوء، موجات مثل الموجات من العديد فهناك) الزلزالية الموجات الميكروويف، الكهرومغناطيسية،شتى في نستخدمها أننا في أهمية الموجات هذه وتكتسب

: مثل الحياة مجاالتبالموجات -1 اإلنسان لجسم والعالج الفحص أجهزة

الصوتية. 2- . الوترية الموسيقية األجهزة3- . فيه والتحكم الصوت توزيع وأجهزة الصوت مكبرات4- . الليلية الرؤية أجهزة5- . بعد عن االستشعار أجهزةالميكروويف ) (. -6 الطعام طهي أجهزة7- . كنترول الريموت أجهزة8- . والشروخ الكسور أماكن وبيان العظام تصوير جهاز9- . المعدنية الخامات فحص جهاز10- . األورام بعض اكتشاف جهاز11-. الفوتوغرافي التصوير كاميرات

6


والنبضات seslup dna sevaW الموجات 2.82.A01األهداف

الكتلة وليس الطاقة نقل وسائل من وسيلة الموجة أن يفسرالوسط حيث من الموجات أنواع . يصنف

الطولية والموجة المستعرضة الموجة بين .يقارن

األساسية المصطلحاتالميكانيكية الموجة

evaw lacinahceMالكهرومغناطيسية الموجة

evaw citengamortcelEالمستعرضة الموجة

evaw esrevsnarTالطولية الموجة

evaw lanidutignoLnoisserpmoC التضاغط

noitcaferaR التخلخلtserc القمة

hguorT القاع

[Type text]

وليس الطاقة نقل وسائل من وسيلة الموجةالكتلة.

نشاط:فوقه- 1 وانثر ماء به حوض أحضر

. الفلين من قطعالحوض- 2 طرف في ضع

إلى تحريكها في وابدأ مسطرةعلى تالحظ ماذا وأسفل أعلى

الفلين؟ قطعفى- تنتشر المسطرة اهتزاز موضع مركزها دوائر تتولد

. الحوض جوانب اتجاهمكانها،- من تنتقل أن دون وهبوطا صعودا الفلين قطع تهتز

تمثل الفلين وقطع االهتزاز مصدر تمثل المسطرة أن وحيثنقل وسائل من وسيلة الموجة أن نستنتج الماء جزيئات

. الكتلة وليست الطاقة

تهتز معينة بكيفية المهتز المصدر يهتز عندما أنه نستنتجاالهتزاز هذا وينتقل الكيفية، بنفس به المحيط الوسط أجزاء

في أخرى إلى نقطة من الجزيئات انتقال يصاحبه أن دونالوسط.

من االتجاهات جميع في بانتظام تنتشر التي الموجاتتحملها التي الطاقة انتشار بسبب شدتها أيضا تفقد المصدر

. المساحة متسع وسط خالل

الطاقة: فسر نقل وسائل من وسيلة الزلزالية الموجة. الكتلة وليست

7


10A.28.2

[Type text]

الموجات : أنواعفي الطاقة ونقل االنتشار على لقدرتها تبعا الموجات تصنف

: إلى الفراغ

ميكانيكية Mechanical waveموجاتجزيئات خالل الميكانيكي االهتزاز انتقال نتيجة تنشأ وهي

وال خالله تنتشر وسط إلى وتحتاج المرن المادي الوسط. الفراغ في تنتشر

مثل:

الماء موجات

الصوت موجات

الحبل في متولدة موجات

توفر من بد ال الميكانيكية الموجة على نحصل وحتىاآلتي:

1-) االضطراب ) االهتزاز مصدر. بالطاقة الوسط يزود وهو

ينتقل -2 مادي وسط وجود. خالله االهتزاز

مصدر -3 من الطاقة انتقال. الوسط إلى االهتزاز

8


10A.28.2

[Type text]

كهرومغناطيسية Electromagnetic waveموجاتوتنتشر مهتزة ومغناطيسية كهربية مجاالت انتقال نتيجة تنشأ

. المادية األوساط إلى إضافة الفراغ في

المرئي الضوء موجات

الراديو موجات

في والكهرومغناطيسية الميكانيكية الموجات من كل وتنتشركانت وإن مختلفة بسرعات المختلفة المادية األوساط

سرعة من بكثير أقل بسرعة تنتقل الميكانيكية الموجاتالموجات تنتشر حيث الكهرومغناطيسية الموجات

بسرعة ) الفراغ في (.108m/s×3الكهرومغناطيسية

9


10A.28.2

[Type text]

: والمستعرضة الطولية الموجاتLongitudinal waves & Transverse waves

بالنسبة الوسط جزيئات اهتزاز التجاه تبعا الموجات تصنفوموجات مستعرضة، موجات إلى انتشارها خط التجاه

طولية.

نشاط:طوله- ) نابضا حائط،( 4mخذ في طرفيه أحد وثبت تقريبا

. النابض منتصف في ملونا شريطا اربط

ماذا- متتالية، مرات عنك وبعيدا نحوك الحر طرفه اسحبتشاهد؟

) اهتزاز- ) واتجاه النابض حلقات الموجة انتشار اتجاه صف.) الملون ) الشريط الوسط جزيئات

تراها بل متساوية، أبعاد على تعد لم النابض حلقات أن نالحظتضاغط ) مناطق في متراصة ومتباعدة( compressionتبدو ،

تخلخل ) مناطق ينتقل( rarefactionفي االضطراب أن ونرى . اآلخر الطرف نحو القريب الطرف من

مـرات- األسفـل وإلى األعلى إلى طرفه وحرك النابض خذتالحظ؟ ماذا متتـاليـة،

) اهتزاز- ) واتجاه النابض حلقات الموجة انتشار اتجاه صف.) الملون ) الشريط الوسط جزيئات

قمة ) من تتكون النابض في تنتشر موجية حركة تكون نالحظcrest( )وقاعTrough )الطرف إلى الحر الطرف من

دون رأسيا ويهبط يعلو الحبل على الشريط أن كما المربوط ) تتحرك ) الشريط الوسط جزيئات أن أي مكانه من ينتقل أن

. الموجة انتشار اتجاه على عمودية اهتزازية حركة

10


11


10A.28.2

[Type text]

: أن نستنتج السابق النشاط منالمستعرضة جزيئات: الموجة فيها تهتز التي الموجات هي

انتشار اتجاه على عمودي اتجاه في موضعها حول الوسطمن وتتكون الموجات قيعانو قممالموجة وتعتبر

. المستعرضة الموجة على مثاال الكهرومغناطيسية

الطولية جزيئات: الموجة فيها تهتز التي الموجات هيالحركة انتشار التجاه موازي اتجاه في موضعها حول الوسط

من وتتكون وتعتبر تخلخالت،و تضاغطاتالموجية. الطولية الموجة على مثال الصوتية الموجات

12


الموجات sevaw gnillevarT انتقال 3.82.A01األهداف

: الموجة سرعة الموجي، الطول الدوري، الزمن التردد، الطور، فرق المسار، فرق اإلزاحة، السعة، التضاغط،التخلخل، القاع، القمة، المصطلحات ويستخدم يعرفالحسابية المسائل بعض حل في الموجي وطولها وترددها الموجة سرعة بين العالقة .يستخدم

األساسية المصطلحاتedutilpmA سعة

الدوري doireP الزمنycneuqerF التردد

الموجي htgnelevaW الطولالطور فرق

ecnereffid esahPالموجة deeps evaW سرعة

[Type text]

بدراسة أو بها تكونت التي بالطريقة إما الموجة وصف يمكن . به انتشرت الذي الوسط

مصطلحات يمثل يليه وما مستعرضة موجات يمثل الرسم. الموجة هذه تصف

Amplitudeالسعة لجزيئات إزاحة أقصى هيموضعها عن بعيدا الوسط

األصلي.

Frequencyالتردد الموجات عدد هو

) تمر) التي االهتزازاتفي واحدة نقطة خالل

ويحسب الواحدة الثانيةالموجات عدد بقسمة . زمنها على

f=nt

الدوري Periodالزمنالموجة زمن هو

. ) الواحدة) االهتزازةالزمن بقسمة ويحسبعلى للموجات الكلي

عددها.T= t

n

Crestالقمة تصل إزاحة أقصى هي

. أعلى إلى الموجة إليها

Troughالقاع تصل إزاحة أقصى هي

. أسفل إلى الموجة إليها

الموجي Wave Lengthالطولعلى متتاليين قاعين بين أو متتاليتين قمتين بين المسافة هونفس لهما متتاليتين نقطتين بين المسافة أي الموجة، نفس

الطور.

13


14


10A.28.3األصوات سماع

التسجيل؟ جهاز أو الميكروفون خالل سماعه عند صوتك يختلف لماذا . ورزانة عمقا أكثر صوتك يجعل مما الصوت موجات مع ليمتزج األذن طبلة إلى بدوره ينتقل االهتزاز هذا والجمجمة والبشرة الفم تجاويف اهتزاز مسببا الحلق يهتز الحديث في تبدأ عندما أنك هو السبب؟السبب هو فما لنفسك، تسمعه عما ومختلفا غريبا يكون الصوت ألن الميكروفون، عبر أو التسجيل جهاز عبر صوتك تسمع حين بالصدمة تصاب ما .غالبا

حولك اآلخرون يسمعه الذي الصوت هو التسجيل جهاز عبر تسمعه الذي الصوت وهذا لنفسك، تسمعه عما مختلفا طابعا الصوت يعطي مما العظام، ترددات من أقل تردداته فتكون فقط الهواء عبر ينتقل الصوت فإن التسجيل جهاز خالل من تتحدث حين .أماتسمعه الذي الصوت هذا من والخجل باالستغراب تشعر ولذا صوتك، هو الصوت هذا أن تصديق يرفض عقلك أن فهو الصوت هذا تسمع حينما بالصدمة شعورك سبب عن .أما

[Type text]

وما الصوت، موجات مثل طولية موجات يمثل التالي الشكل. الموجة هذه تصف مصطلحات يمثل يليه

Compressionالتضاغط . بعضها من الوسط جزيئات فيها تقترب التي المنطقة هي

Rarefactionالتخلخل . بعضها عن الوسط جزيئات فيها تتباعد التي المنطقة هي

الموجي Wavelengthالطولتخلخلين أو متتاليين تضاغطين مركزي بين المسافة هو

. الطور نفس لهما متتاليتين نقطتين بين أي متتاليين،

الطور Phase Differenceفرقتهتز الموجة في النقاط جميع مستعرضة موجة يمثل الشكل

. واحدة بوتيرة

النقاط ) مثل الكيفية بنفس تهتز التي )Aوالنقاط تسمى( Bو( . صفرا يساوي بينهما الطور وفرق الطور، في متفقة

15


النقاط ) )Cأما مختلفة( Dو( وتسمى مختلفة، بكيفية فتهتزمن ) نقطتين بين الطور فرق ويتراوح الطور، 0في إلى( )°

360 °.)

16


10A.28.3

[Type text]

الموجة Wave Speedسرعة ) ( ) يمثل ) ب و أ بين المسافة أن حيث موجة يمثل الشكل

الموجي ) (.λالطول

المسافة ) قطعت الموجة أن مقداره( )sلنفرض زمن ،(tفي: الموجة سرعة فإن

v= st=nλt

: أن وبماf=nt

فإن:v=f × λ

حيث:v( :بوحدة وتقاس الموجة، (. m/sسرعةf( :هيرتز بوحدة وتقاس الموجة، (.Hzترددλ( :بوحدة وتقاس الموجي، الطول (.mهو

مثال:تردد ) لها موسيقية 440نغمة Hz .)في الصوت سرعة كانت إذا

الموسيقية؟( 350m/sالهواء ) النغمة موجة طول هو ما ،λ= vf

λ=350440

λ=0.80m

17


10A.28.3

[Type text]

الموجي والطول التردد بين العالقة دراسة يمثل الشكلالتردد كان إذا أنه فنالحظ الموجات حوض في الماء لموجات

وإن الموجي، الطول يزداد المصدر حركة خالل من منخفضابين البعد مشاهدة خالل من الموجي الطول يقل التردد زاد

. الحوض أسفل تظهر التي األهداب. ثابتة الواحد الوسط في الموجة سرعة أن نستنتج وبالتالي

. الحرارة ودرجة الوسط طبيعة على إال تعتمد وال

مثال:إلى لتصل رنانة شوكة تحدثها التي الموجات عدد احسب

عنها يبعد الشوكة 90شخص تردد بأن علما هيرتز 640متراالهواء في الصوت 320mوسرعة /s

الحل:

λ=Vf

λ=320640

=0.5m

n=Sλ= 900.5

=180waves

18


الصوت موجات sevaw dnuoS fo erutaN طبيعة 4.82.A01األهداف

طولية موجات هيئة على المادي الوسط خالل يتحرك الصوت أن . يستنتجالهوائية واألعمدة األوتار اهتزاز ومنها المختلفة األجسام اهتزاز عن ينشأ الصوت أن .يذكر

األساسية المصطلحاتكهربي lleB cirtcelE جرس

هواء pmuP muucaV مضخةالصوتية sdroC lacoV األوتار

[Type text]

(:1نشاط ). يحدث ماذا والحظ بقوة رنانة شوكة اطرق

المالحظة: ................................................................................

(:2نشاط )معدنية كرة أو الماء بسطح والمسها رنانة شوكة اطرق

. بخيط معلقة

المالحظة:................................................................................

(:3نشاط ) : كلمة وقل األمامية الجهة من رقبتك عدة Waveالمس

مرات.المالحظة:

................................................................................

(:4نشاط )والحظ مشدود بوتر االهتزازات من عدد إحداث على اعمل

. يحدث ما

19


المالحظة:................................................................................

20


10A.28.4

[Type text]

(:5نشاط ). يحدث ما والحظ زجاجية أنبوبة داخل انفخ

المالحظة:................................................................................

(:6نشاط )شوكة اآلخر طرفها على طولية أنبوبة أمام متقدة شمعة ضع( ) هل ) الشمعة اهتزاز والحظ صوت مكبر أو مهتزة رنانة

.) رأسيا؟ أم أفقيا تهتز

المالحظة:................................................................................

(:7نشاط )1 - كهربائيا جرسا داخل Electric Bellضع

هواء بمضخة متصل زجاجي ناقوسVacuum Pump ( وتفريغ ضخ عن مسئولة

.) الزجاجي الناقوس من الهواء

إلى- 2 واستمع الكهربي الجرس شغل.) تسمعه؟ ) هل عنه الصادر الصوت

المالحظة:................................................................................

باستخدام- 3 تدريجيا الهواء من الزجاجي الناقوس فرغإلى واستمع الكهربي الجرس شغل ثم التفريغ مضخة

. عنه الصادر الصوتالمالحظة:

................................................................................

االستنتاج:................................................................................

(8نشاط ) بحثي(: ) نشاط

21


يضطر ولماذا القمر، سطح على الصوت سماع نستطيع هللالتصال الالسلكية االتصال أجهزة استخدام إلى الفضاء رواد

سطحه؟ على بينهم فيما

22


10A.28.4

[Type text]

: التالية النقاط استنتاج يمكن السابقة األنشطة من

المشدودة، -1 األوتار مثل األجسام اهتزاز نتيجة الصوت ينشأ ... الصوت إن حتى إلخ، الرنانة، األشواك الهوائية، األعمدة

الصوتية األوتار اهتزاز عن ينشأ الكالم أثناء VocalالصادرCords . الهوائية بالقصبة الموجودة

: فكر أن) أم المصدر اهتزاز عن يصدر الذي هو فقط الصوت هل

.) ذلك؟ إلى يحتاج الموجات جميع إنتاج

الوسط- 2 جزيئات اهتزاز على الصوت موجة طاقة تعملالصوت موجة تعتبر ولذا الموجة انتشار التجاه موازيا اهتزازا

. طولية موجةمادي- 3 وسط إلى يحتاج ولكنه الفراغ خالل الصوت ينتقل ال

. ميكانيكية موجات الصوت موجات تعتبر ولذا خالله ينتقلالمواد- 4 في أسرع تنتقل عام بشكل الصوتية الموجات

بعض هناك لكن الغازية، المواد في وأبطأ الصلبةاالستثناءات.

23


والسمع gniraeH dna dnuoS الصوت 5.82.A01األهداف

الصوت سرعة عليها تعتمد التي العوامل .يستنتجالصلبة والمواد والسوائل الغازات في الصوت سرعة بين .يقارن

الهواء في الصوت سرعة الطالب .يقيس

األساسية المصطلحاتdnuoS الصوت

yticoleV السرعةmuideM الوسط

diulF مائع

العالقة من تحسب الوسط في الميكانيكية الموجات :سرعة

:حيث : السرعة

: الوسط كثافة : الحجمي المرونة معامل

للماء: )( سؤال الحجمي المرونة ومعامل ، تساوي الماء كثافة بأن علما الماء في الصوت موجات سرعة احسب .)(

[Type text]

وسط داخل الطولية أو المستعرضة سواء موجة أي سرعةالوضع طاقة اختزان على الوسط هذا قدرة على تعتمد ما

. الحركة وطاقة

الصلبة المواد خالل من تنتقل أن يمكن الصوتية فالموجات . الجزيئات عبر تنتقل الموجات أن وبسبب والغازية والسائلة

نقل سرعة مدى على تعتمد الموجة سرعة فإن المهتزة، . آخر إلى جزيء من الحركة

أكبر: كمثال بسرعة تستجيب الصلبة المادة في الجزيئاتالصلبة المادة في ألنها الغازية، المادة في منها لالضطراب

. الغازية المادة في منها أكثر متقاربة تكون

: مالحظاتك وسجل التالي الجدول اقرأالصوت )الوسط (m/sسرعة

غاز331(℃0هواء )343(℃20هواء )965هيليوم

1284هيدروجينسائل

1402(℃0ماء )1482(℃20ماء )البحر 1522ماء

صلب6420ألمنيوم

5941فوالذ6000جرانيت

الوسط باختالف الصوت سرعة اختالف الجدول في نالحظنفسه الوسط داخل الصوت سرعة اختالف نالحظ كما

. الحرارة درجة باختالفالجدول؟ من أيضا استنتاجه يمكنك الذي ما

....................................................................................

الصلبة المواد في أسرع تنتقل عام بشكل الصوتية الموجات. الغازية المواد في وأبطأ

درجة باختالف المادي الوسط في تختلف أيضا الصوت سرعةالحرارة.

معدل يزداد الغازي الوسط في الحرارة درجة ترتفع فعندما) الموجات ) االضطراب انتقال يكون وبالتالي الجزيئات تصادم

. العالية الحرارة درجات في أسرع الغاز في

24


الحرارة درجة تغير يكون والصلبة السائلة األوساط في بينماتكون الجزيئات ألن الموجات سرعة على وضوحا أقل

. أكبر بشكل متقاربة

25


10A.28.5

[Type text]

نشاط:: الهواء في الصوت سرعة تعيين في الصدى ظاهرة استخدام

من .1 األمتار من عشرات بضع مسافة على الطلبة يقف(.dالجدار )

2.. واحدة مرة الطلبة أحد يصفق3.. للصدى سماعه عند ويصفق بجواره آخر طالب يقف4.. التصفيقتين بين الزمن ثالث طالب يحسب5. . مرات عدة الخطوات هذه تكررالزمن ).6 متوسط الطالب (.tيحسبالصوت .7 سرعة لحساب التالية العالقة الطالب يطبق

: الهواء فيv=2d

t

بعد: )مثال مدفع صوت رجل وميض( 10sسمع رؤية منالمدفع،. عن الرجل بعد احسب الرياح اتجاه بإهمال االنفجار

الهواء ) في الصوت سرعة بأن (.340m/sعلما

v=dt

⟹d=v× t

d=340×10

d=3400m≡3.4km

26


10A.28.5

[Type text]

نشاط: : الصوت سرعة تعيين في المغلقة الهوائية األعمدة استخدام

زجاجية .1 أنبوبة أعلى في الرنانة الشوكة ضع. أطرافها أحد من مغلقة

أقل .2 على تحصل حتى الزجاجية األنبوبة حرك. صوت أعلى عنده تسمع الهواء لعمود طول

3.. الشوكة تردد وسجل الهواء عمود طول حددالشوك .4 من مجموعة باستخدام التجربة أعد

. المختلفة الترددات ذات الرنانة5.. تردد لكل الهواء عمود طول بقياس قم

الترددFrequency

الهوائية األنبوبة طولLength of air tube( L)

الموجي الطولWavelength

العالقة من نغمة لكل الموجي الطول حساب اآلن يمكنالتالية :

L= λ4

6.: العالقة من مرة كل في الصوت سرعة احسب

v=f × λ

الترددFrequency

الموجي الطولWavelength

الصوت سرعةSpeed of sound

7.. الصوت سرعة متوسط احسب

27


األصوات sdnuos gniraeH سماع 6.82.A01األهداف

اإلنسان عند السمع آلية .يفسرسمعية وتحت سمعية وفوق سمعية موجات إلى الصوتية الموجات الطالب .يصنف

األساسية المصطلحاتاألذن murd raE طبلة

السمعي العصب evren yrotiduA

صوتية evaw dnuoS موجاتسمعية فوق موجات

cinosartlu ro dnuosartlUسمعية تحت موجات

dnuosarfnI

) والسندان ) والركاب المطرقة المتالصقة الثالث العظيمات وهي الوسطى األذن في تقع اإلنسان جسم في عظيمات .أصغر

جدا المرتفعة األصوات إلى االستماع بعدم ينصح لذلك السمع، فقدان إلى يؤدي مما السمعي العصب أو القوقعة تتلف أن يمكن المرتفعة .األصواتذلك الشخص يالحظ ال بحيث للسمع تدريجي فقدان إلى يؤدي مستمر بشكل المرتفعة األصوات إلى االستماع أن .كما

ضجيج تسمى المرغوبة غير esion األصوات ديسبل بوحدة يقاس التلوث من نوع .وهو

يبلغ الهمس العادي 03صوت المحادثة وصوت ديسبل 06ديسبل .

لإلنسان؟ أذنين وجود أهمية ما

[Type text]

: السمع آلية

الصوتية الموجات تجميع على الخارجية األذن صيوان يعملاألذن طبلة إلى السمعية القناة عبر ear-drumوتوجيهها

) بطبلة) الصوتية الموجات اصطدام وعند ، مشدود غشاءفي ) لتغير نتيجة الطبلة غشاء في اهتزازات تتولد األذن

الضغط(.المطرقة ) الثالثة األذن عظيمات إلى االهتزازات تنتقل ثم

.) الركاب إلى ثم السندان إلى ثم ومنيسبب مما البيضاوية الفتحة غشاء بهز الركاب يقوم وبالتالي

الخاليا من آالف فتقوم بالقوقعة التيهي السائل اهتزازنبضات إلى التيهي السائل حركة بتحويل الصغيرة، الشعرية

في السمع مركز إلى السمعي العصب خالل تنتقل عصبيةإلى العصبية النبضات ترجمة تتم بداخلة والذي الدماغ

. وتمييزها فهمها للدماغ يمكن أصوات

28


29


10A.28.6

[Type text]

: سمعية موجات. إدراكها البشرية لألذن يمكن التي الموجات تلك هي

بين ) المسموعة الموجات تردد )20Hzيتراوح (.20,000Hzو( حوالي ) إلى السن كبار عند المدى هذا (.12,000Hzوينخفض

: السمعية فوق الموجاتعلى ) تردداتها يزيد التي الموجات تقع( 20,000Hzهي والتي ،

. له الموجات من النوع وهذا البشرية األذن حاسة نطاق خارجوالطب الصناعة في عديدة مجاالت تمس مهمة تطبيقات

وغيرهما.

: السمعية تحت الموجاتعن ) ترددها يقل التي الصوتية الموجات وال( 20Hzهي ،

جدا كبيرة أهمية ولها بها اإلحساس البشرية األذن تستطيع. البراكين نشاط وتتبع الزالزل رصد في

30


الموقوفة sevaw gnidnatS الموجات 8 & 7.82.A01األهداف

موسيقية آلة بواسطة الصوت إنتاج حيث من التقدمية والموجات الموقوفة الموجات بين .يميزالتوافقية النغمات تنشأ كيف . يصف

األساسية والنغمة التوافقية النغمات صوت تردد بين العالقة .يربطاالنتقالية والموجة الموقوفة الموجة بين .يميز

والبطن العقدة مثل مصطلحات . يعرف . الهواء وأعمدة المشدودة األوتار اهتزاز دراسة خالل من الرنين ظاهرة يوضح

األساسية المصطلحاتتقدمية موجات

sevaw evissergorPموقوفة موجات

sevaw gnidnatSedoN عقدة

edonitnA بطنecnanoseR رنين

latnemadnuF أساسيتوافقية scinomraH نغمات

ssenprahS حدةhguoR غليظ

[Type text]

الجزيئات واهتزاز الطاقة تدفق حيث من الموجات تنقسم: هما نوعين إلى

التقدمية- 1 Progressive wavesالموجاتحسب تقسيمها يمكن التي الموجات وهي دراستها سبق

وموجات مستعرضة موجات إلى الجزيئات اهتزاز طريقة. دائرية أو مدارية وأخرى طولية

الموقوفة- 2 Standing wavesالموجاتلهما موجيتين حركتين تداخل عند تنشأ التي الموجات وهي

اتجاهين في تنتشران ولكنهما والسرعة والسعة التردد نفسمتضادين.

الموقوفة؟ الموجات تنشأ كيف. منعكسة موجة مع ساقطة موجة تراكب عند

موجات: فيه تتكون طرفيه من مثبت وتر اهتزاز عند مثال: يلي ما يحدث حيث موقوفة

31


32


10A.28.7 & 8الصوت علم دراسة

. . الموسيقية األصوات لدراسة يستخدم الذي الصوت مقياس وهو الصونومتر اخترع الذي هو فيثاغورث إن ويقال الميالد قبل السادس القرن منذ المهتزة الخيوط تحدثها التي األصوات على تجارب اإلغريقي، الرياضيات وعالم الفيلسوف فيثاغورث أجرى فقد القديمة العصور في الصوت دراسة . بدأت : ." األصوات " تموج وقوة األجسام طبيعة إلى ذلك وعزوا وغليظة، وحادة وخفيفة جهيرة أنواع أربعة إلى األصوات قسموا كما الجهات جميع إلى يتموج وأنه األجرام، تصادم من الهواء في يحدث قرع بأنه الصوت وعرفوا الموسيقى، وعلم األصوات علم في شامال موجزا الميالدي، العاشر الهجري، الرابع القرن في الصفا إخوان .وقدم

وسرعة وبقوة دفعه الهواء تموج عن ينتج الصوت بأن الحروف حدوث أسباب بعنوان له رسالة في سينا ابن أبان . وقدالموسيقى على األصوات في الفيزياء علم مبادئ طبقوا أن إلى ذلك تعدت بل األصوات تعريف عند العرب العلماء إسهامات تقف .ولم

[Type text]

: يلي ما مالحظة يمكن السابق الرسم من( االهتزازة سعة عندها تكون مناطق amplitudeتتكون

= zero. عقدة( منها كل وتسمى ما أكبر عندها االهتزازة سعة تكون مناطق تتكون

. بطن منها كل ويسمى يمكن. متساوية مسافات على والبطون العقد تقع

: التالية العالقات كتابة يمكن: األولى** التوافقية النغمة

L=1 λ2

)Lحيث ) و( الوتر .λطول الموجي( الطول

: الثانية** التوافقية النغمة

L=2 λ2

: الثالثة** التوافقية النغمة

L=3 λ2

: العالقة استنتاج يمكن وبالتاليL=nλ

λ=2Lأو2n

.nحيث ) المهتزة( القطع عددتعريف يمكن الموقوفة وبذلك :الموجة بأنها أخرى مرة

من وتنشأ وبطون عقد من تتكون التي الموجة هيوالسعة التردد نفس لهما موجيتين حركتين تراكب

. متضادين اتجاهين في وتنتشران.Node العقدة االهتزازة: سعة فيه تنعدم الذي الموضع هياالهتزازة: Antinode البطن سعة فيه تبلغ الذي الموضع هو

. عظمى نهاية

33


10A.28.7 & 8

/2

[Type text]

: الموقوفة للموجة الموجي الطولالمسافة ضعف أو متتاليتين عقدتين بين المسافة ضعف هو

عقدة بين المسافة أمثال أربعة أو متتاليين بطنيين بينوبطن.

أن :الحظعقدتين = بين المسافة متتاليين بطنين بين المسافة

. موجة = نصف متتاليتين. موجة = ربع وبطن عقدة بين المسافة

التوافقية harmonic wavesالنغماتبها تحدث عندما األوتار اهتزاز عن تصدر التي النغمات هي

. موقوفة موجات

األساسية :fundamental toneالنغمة لوتر : يصدرها التي النغمة هي األولى التوافقية النغمة وتسمى

. واحد كقطعة كله يهتز عندما الوتر

: األساسية النغمة خواص1. واحدة- كقطعة يهتز الوتر2. بطن- المنتصف وفي عقدتين الوتر طرفي عند يتكون3. الوتر- به يهتز أن يمكن تردد أقل هو النغمة هذه تردد

34


10A.28.7 & 8

[Type text]

: والثالثة والثانية األولى التوافقية النغمات بين قارن

النغمة التوافقيةالثالثة

النغمة التوافقيةالثانية

النغمة التوافقيةاألولى

أوجهالمقارنThird harmonicة Second

harmonicFirst harmonic

ثالث اثنان واحد عددالمقاطع

L=32λ L=2

2λ L=1

2λ الطول

الشكل

4 3 2 عددالعقد

3 2 1 عددالبطون

3 2 1 نسبةالتردد

: السابق الجدول من ويالحظإلى- 1 الثانية النغمة إلى األساسية النغمة من التردد يزداد

. تردد أقل األساسية النغمة تمتلك ولذا وهكذا الثالثةغليظ- 2 صوت ذات األساسية النغمة وذلك roughتكون

الصوت درجة .sound pitchلتدنيالصوت- 3 حدة األولى sharpnessتزداد النغمة من باالنتقال

. التردد لزيادة وهكذا الثالثة إلى الثانية إلىالعالقة- )4 بتطبيق النغمات بين التردد نسب إيجاد يمكن

v=f × λ )لنفس ثابت مقدار هي الموجة سرعة بأن علما ، أن ) معرفة وكذلك λ=2Lالوسط

n .)بنفسك التطبيق حاول. التردد نسب إليجاد

والخامسة- 5 الرابعة التوافقية النغمات بين تقارن أن حاول. السابق الجدول في الواردة النقاط حيث من والسادسة

35


10A.28.7 & 8

[Type text]

:Resonanceالرنين الهوائية األعمدة في

حاول الصورة، خالل من : يلي مما كل تفسير

خشبي صندوق على المثبتة الرنانة الشوكة تصدر لماذاالشوكة تلك من أشد صوتا جانبيه كال من مفتوح

المفردة؟ الرنانة : التفسير

الخشبي الصندوق إلى الرنانة الشوكة من االهتزاز ينتقلالمتواجدة الهواء جزيئات إلى االهتزاز بدوره ينقل والذي

. الصندوق فتحة من يخرج صوتا مصدرة الصندوق داخل

شدة في دور الخشبي الصندوق ومساحة لحجم هلالصادر؟ الصوت

التفسير:االهتزاز مساحة زادت الخشبي الصندوق مساحة زادت كلماعلى والعود الكمان أوتار تثبت ولذا الصوت شدة وزادت

. واحدة فتحة ذات مجوفة خشبية قاعدة

المغلقة األنابيب في الرنينResonance In Closed Air Columns

الصندوق كان إذا الصادر الصوت حال سيكون كيفطرفيه؟ أحد من مغلق الخشبي

التفسير:الصوتية الموجات تنعكس حيث الصادر الصوت شدة ستزداد

الصوت تقوية إلى يؤدي مما معا وتتداخل الصندوق داخلالصادر.

36


37


10A.28.7 & 8

[Type text]

الهواء جزيئات اهتزاز شكل وترسم تتخيل أن حاول: اآلتية الحاالت في الخشبي الصندوق داخل. الصندوق( داخل فقط واحدة اهتزازة وجود عند أ‌

. الصندوق( داخل اهتزازتين وجود عند ب‌. الصندوق( داخل اهتزازات ثالثة وجود عند ج

اإلجابة:

استنتاج يمكن الهواء لجزيئات السابقة االهتزازات خالل ومنهو ) والذي الخشبي الصندوق داخل المتكونة النغمات شكل

.) مغلق هواء عمود بمثابة

الطرفين مفتوحة األنابيب في الرنينResonance In opened Air Columns

الخشبي الصندوق استبدال عند سبق ما تكرار حاول. الطرفين مفتوح بأخر

الموجات عدد تزيد االهتزازات عدد بزيادة أنه يالحظ. الصادرة الموقوفة

38


39


10A.28.7 & 8

[Type text]

نشاط:قرب إلى األولى تمتلئ بحيث بالماء زجاجية أنابيب ثالثة امأل

ضع ثم ربعها، إلى والثالثة منتصفها، إلى والثانية حافتها،تسمع؟ ماذا حدا، على أنبوبة كل أعلى مهتزة رنانة شوكة

المالحظة:فيما الصحيحة اإلجابة اختر

يلي:: صوتا تصدر األولى األنبوبة

.) مسموع) – – غير غليظا حادا: صوتا تصدر الثانية األنبوبة

.) األولى) – – يماثل األولى من غلظة أكثر األولى من حدة أكثر : صوتا تصدر الثالثة األنبوبة

يماثل) – – والثانية األولى من غلظة أكثر والثانية األولى من حدة أكثر .) والثانية األولى

: االستنتاج ............ الصوت زادت كلما الهواء عمود طول زاد كلما

بسبب............

الموجات بين المقارنة إجمال يمكن سبق ما كل خالل من: التالي الجدول في التقدمية والموجات الموقوفة

التقدمية الموجاتProgressive waves

الموقوفة الموجاتStationary waves

يحدث الذي االضطراب يتحركاألمام إلى المادي الوسط فيالجزيء من الطاقة تنتقل بحيث

يليه الذي الجزيء إلى المهتزالجزيئات جميع تهتز حيث وهكذا

زمنيا اختالفها رغم الكيفية بنفسالثاني يعقبه األول يهتز حيث

تدفق من حالة هناك تكون وهكذاالطاقة.

لالضطراب أمامية حركة توجد الال كما المادي الوسط في الحادث

المهتز الجزيء من االهتزاز ينتقلحيث الجزيئات من يليه الذي إلى

االهتزاز بنوع جزئ كل يتسمهناك تكون ال وبذلك به الخاص

. الطاقة تدفق من حالة

الجزيئات اهتزاز سعة تكونثابتة.

الصفر بين االهتزاز سعة تتراوحعند قيمة وأقصى العقدة عند

سعة تختلف وبذلك البطن،تلك حتى الجزيئات اهتزاز

نفس داخل معا الموجودةالمقطع.

في الجزيئات من أي يظل الولكن دائم بشكل السكون حالة

السكون حالة جزئ كل يبلغ . خاطفة للحظات المؤقت

في الموجودة الجزيئات تكونعند دائم سكون حالة في العقد

. االهتزاز معدل ثبات

40


سرعتها إلى الجزيئات جميع تصلمرورها لحظة عند القصوى

. المتوسطة بمواضعها

إلى معا الجزيئات جميع تصلمرورها عند القصوى سرعتها. المتوسطة بمواضعها

41


الموجة ) المرن: ) المادي الوسط في ينتشر اهتزاز اضطراب. الطاقة ناقال

الموجي ما: االنتشار اتجاه في الوسط جزيئات حركة هي. معينة وبسرعة

الموجة في: شعاع ويكون الموجة فيه تنتشر الذي االتجاه. سطحها على عمودي اتجاه

الموجة في: جبهة االهتزاز إليه يصل الموجة في سطح هو. الزمنية اللحظة نفس

. الكتلة وليس الطاقة نقل وسائل من وسيلة الموجة

المصدر من االتجاهات جميع في بانتظام تنتشر التي الموجاتوسط خالل تحملها التي الطاقة انتشار بسبب شدتها تفقد. العكسي التربيع بقانون يعرف فيما المساحة متسع

في الطاقة ونقل االنتشار على لقدرتها تبعا الموجات تصنف : إلى الفراغ

o. ميكانيكية موجاتo. كهرومغناطيسية موجات

الميكانيكية الميكانيكي الموجات االهتزاز انتقال نتيجة تنشأتنتشر وسط إلى وتحتاج المرن المادي الوسط جزيئات خالل

. الفراغ في تنتشر وال خالله

الكهرومغناطيسية مجاالت الموجات انتقال نتيجة تنشأإلى إضافة الفراغ في وتنتشر مهتزة ومغناطيسية كهربية

. المادية األوساط

بالنسبة الوسط جزيئات اهتزاز التجاه تبعا الموجات تصنف: إلى انتشارها خط التجاه

o. مستعرضة موجاتo. طولية موجات

المستعرضة جزيئات: الموجة فيها تهتز التي الموجات هيانتشار اتجاه على عمودي اتجاه في موضعها حول الوسط

الموجات وتعتبر وقيعان قمم من وتتكون الموجة. المستعرضة الموجة على مثال الكهرومغناطيسية

الطولية جزيئات: الموجة فيها تهتز التي الموجات هيالحركة انتشار التجاه موازي اتجاه في موضعها حول الوسط

الموجات وتعتبر وتخلخالت تضاغطات من وتتكون الموجية. الطولية الموجة على مثال الصوتية

. خالله ينتقل الذي الوسط طبيعة على الصوت سرعة تتوقف

... أن تذكر

42


في منه السوائل في منه الصلبة المواد في أسرع يكون الصوتالغازات.

. حرارتها درجة بارتفاع الغازات في الصوت سرعة تزداد

43


. الصوتية الموجات من قدر أكبر تجميع على األذن صيوان يعمل

اهتزازات إلى الصوتية الموجات تحويل على األذن طبلة تعملتصل حتى الوسطى األذن عظيمات طريق عن نقلها يتم

كهربية نبضات إلى لتحولها الداخلية باإلذن القوقعة في للسائل. وفهمها بترجمتها ليقوم للمخ السمعي العصب ينقلها

وفوق سمعية موجات إلى الصوتية الموجات تقسيم يمكن. سمعية وتحت سمعية

وبطون عقد من تتكون التي الموجة هي الموقوفة الموجةوالسعة التردد نفس لهما موجيتين حركتين تراكب من وتنشأ

. متضادين اتجاهين في وتنتشران

العقدة. االهتزازة: سعة فيه تنعدم الذي الموضع هي

البطن. عظمى: نهاية االهتزازة سعة فيه تبلغ الذي الموضع هو

الموقوفة للموجة الموجي المسافة: الطول ضعف هوأو متتاليين بطنيين بين المسافة ضعف أو متتاليتين عقدتين بين

. وبطن عقدة بين المسافة أمثال أربعة

التوافقية اهتزاز: النغمات عن تصدر التي النغمات هي. موقوفة موجات بها تحدث عندما األوتار

لوتر األساسية عندما: النغمة الوتر يصدرها التي النغمة هي. واحدة كقطعة كله يهتز

44


ox

[Type text]

الشكل (1) ادرس الموجات، من نوعا يبين الموضح الشكل

: تليه التي األسئلة عن أجب ثم ومن

a.. . عليها مثاال أعط الموجة لهذه العلمي االسم اذكرb. لهذه االنتشار واتجاه االهتزاز اتجاه بالمتجهات ل مث

الموجة.c.( من لكل العلمي االسم )oاكتب (.xو(

الميكرويف (2) وموجات الصوت موجات بين فروق ثالثة اذكر.) الراديو)

:علل(3)1.. الغازات في منها أكبر الصلبة المواد في الصوت سرعة2.. حرارة درجة بارتفاع الهواء خالل الصوت سرعة تزدادغير .3 المعادن في الصوت سرعة على الحرارة درجة تأثير

ملحوظ.4.. األصوات بعض سماع يمكننا ال5.. صوت لها ليس صفارة الكالب مدرب يستخدم

مسافة (4) ليقطع الرعد صوت يستغرقه الذي الزمن احسبهي( )1450mقدرها ) الهواء في الصوت سرعة كانت إذا ،330m/s.)

(5). والصلب والسائل الغاز عبر الصوت النتقال أمثلة أعط

(6): من كل وظيفة هي ما1.. األذن صوان2.. األذن طبلة3.. الثالثة األذن عظيمات4.. الداخلية األذن في الحسية الخاليا5.. السمعي العصب

السمعية (7) وتحت السمعية وفوق السمعية الموجات بين قارن – : اكتشافها على السليمة األذن قدرة التردد حدود حيث من

. منها– كل على واحد تطبيق

واكتب (8) األذن تركيب على البيانات بوضع التالي الرسم أكمل : التالية األجزاء .7و 4و 1وظيفة

45


10ap.4_28 waves and sound - science curriculum office ... web viewالموجات والنبضات...

Documents