عند وصل نابضين مختلفي السمك وتوليد نبضة في النابض الأكبر سمكاً، وعند الحد الفاصل بين النابضين تنتقل الموجة كاملة إلى الموجة الأقل سمكاً؟
الإجابة الصحيحة هي:
صواب ✅
عند وصل نابضين مختلفي السمك وتوليد نبضة في النابض الأكبر سمكاً، فإن جزءًا كبيرًا من الموجة سينتقل إلى النابض الأقل سمكاً.
لماذا ينتقل جزء كبير من الموجة؟
- انتقال الطاقة: عندما تصل الموجة إلى الحد الفاصل بين النابضين المختلفين، فإن جزءًا من طاقتها سينتقل إلى النابض الأقل سمكاً. هذا الانتقال للطاقة هو ما يؤدي إلى تكون موجة جديدة في النابض الأقل سمكاً.
- انعكاس جزء من الموجة: ليس كل الطاقة ستنتقل إلى النابض الأقل سمكاً، فجزء آخر من الموجة سينعكس مرة أخرى داخل النابض الأكبر سمكاً.
- تغير في سرعة الموجة: عند الانتقال من نابض إلى آخر يختلف في السمك، تتغير سرعة الموجة. هذا التغير في السرعة يؤثر على كمية الطاقة المنعكسة والمنتقلة.
توضيح بصري:
wave transmission and reflection at a boundary between two strings
في الصورة أعلاه: نرى موجة تنتقل من نابض سميك إلى نابض رقيق. جزء من الموجة ينتقل إلى النابض الرقيق، وجزء آخر ينعكس.
العوامل المؤثرة على انتقال الموجة:
- فرق السمك: كلما كان الفرق في السمك بين النابضين أكبر، كلما كان الانعكاس أكبر.
- نوع المادة: نوع المادة التي يصنع منها كل نابض يؤثر على سرعة الموجة وكيفية انتقالها.
- زاوية السقوط: زاوية سقوط الموجة على الحد الفاصل تؤثر أيضًا على كمية الطاقة المنعكسة والمنتقلة.
لماذا لا تنتقل الموجة كاملة؟
- انحفاظ الطاقة: يجب أن ينحفظ مجموع الطاقة في النظام. لذلك، إذا انتقل جزء من الطاقة إلى النابض الأقل سمكاً، فإن جزءًا آخر يجب أن ينعكس.
- تغير الخصائص: عند الانتقال من وسط إلى آخر (النابضين)، تتغير خصائص الموجة مثل السرعة وطول الموجة، مما يؤدي إلى انعكاس جزء من الطاقة.
باختصار:
عندما تنتقل موجة من وسط إلى آخر يختلف في خصائصه، فإن جزءًا من الموجة ينتقل وجزء آخر ينعكس. هذا السلوك هو نتيجة لانحفاظ الطاقة وتغير خصائص الموجة عند الانتقال بين الأوساط المختلفة.