فيديو السؤال: الموجات المستعرضة والطولية الفيزياء

تتكون موجة مستعرضة من جسيمات منفردة يمكن أن تتحرك في الاتجاهات ‪𝐴‬‏، ‪𝐵‬‏، ‪𝐶‬‏، ‪𝐷‬‏ الموضحة في الشكل. أي الاتجاهات التالية يمكن أن يتحرك فيها الجسيم الأصفر مع تحرك الموجة إلى اليمين؟

٠٣:١٨

‏نسخة الفيديو النصية

تتكون موجة مستعرضة من جسيمات منفردة يمكن أن تتحرك في الاتجاهات ‪𝐴‬‏ و‪𝐵‬‏ و‪𝐶‬‏ و‪𝐷‬‏ الموضحة في الشكل. أي الاتجاهات التالية يمكن أن يتحرك فيها الجسيم الأصفر مع تحرك الموجة إلى اليمين؟

حسنًا، لدينا في هذا السؤال موجة مستعرضة. يوضح الشكل أيضًا الجسيمات التي تتحرك لتكوين هذه الموجة. ومطلوب منا تحديد أي الاتجاهات يمكن أن يتحرك فيها الجسيم الأصفر؛ ‪𝐴‬‏، أم ‪𝐵‬‏، أم ‪𝐶‬‏، أم ‪𝐷‬‏؟

علمنا من المعطيات أيضًا أن الموجة تتحرك نحو اليمين. إذن ما علينا فعله هو أن نرسم شكلًا آخر أعلى الصورة المعطاة لنا لتوضيح كيف تبدو الموجة بعد بضع ثوان عندما تتحرك نحو اليمين قليلًا. لنفترض أن قمة الموجة هذه تحركت نحو اليمين قليلًا.

ولنفترض أن القمة أصبحت الآن عند هذا الجسيم هنا. ومن ثم، تحرك هذا الجسيم في هذا الاتجاه. رسمنا هنا مجموعة فرعية من الجسيمات لتوضيح كيف تبدو الموجة بعد بضع ثوان. يمكننا أن نلاحظ أن هذه القمة، كما ذكرنا سابقًا، قد تحركت نحو اليمين، وكذلك هذا القاع، على سبيل المثال.

بوجه عام، الموجة الوردية هي الموجة بعد بضع ثوان، وقد تحركت نحو اليمين. ولكن، كما نستنتج من جميع هذه الخطوط المتقطعة، لم تتحرك الجسيمات نحو اليسار أو اليمين. وإنما تحركت فقط لأعلى أو لأسفل؛ لأن هذا الجسيم تحرك لأعلى الآن، وكذلك هذا الجسيم، وهذا أيضًا، وهذا أيضًا.

أما هذا الجسيم، فقد تحرك لأسفل. وكذلك هذا الجسيم تحرك لأسفل، وهكذا. مطلوب منا معرفة ما يحدث للجسيم الأصفر. الجسيم الأصفر ليس مميزًا على الإطلاق؛ فسلوكه مماثل تمامًا لسلوك جميع الجسيمات الزرقاء الأخرى حوله.

وكما رأينا سابقًا، الجسيمات الزرقاء تتحرك لأعلى أو لأسفل فقط، وكذلك يفعل الجسيم الأصفر. في هذا الشكل، يمكننا أن نرى أنه تحرك لأسفل. ولكن عندما تستمر الموجة في الحركة، سيتحرك لأعلى أيضًا. ومن ثم فإن الاتجاهين الوحيدين اللذين يمكن أن يتحرك فيهما الجسيم الأصفر هما: ‪𝐴‬‏ و‪𝐶‬‏؛ أي لأعلى أو لأسفل.

هذا يمثل سلوك الموجة المستعرضة على نحو مثالي. نطلق على الموجة المستعرضة هذا الاسم في الأساس لأن اتجاه حركة الموجة مستعرض بالنسبة لاتجاه حركة الجسيمات.

ووصف «مستعرضة» يعني في الأساس أنها تصنع زاوية 90 درجة. لذا إذا كانت الموجة تتحرك نحو اليمين، فإن الجسيمات تتحرك في الاتجاه المستعرض؛ أي لأعلى أو لأسفل. إذن فالإجابة النهائية هي أن الجسيم الأصفر يمكن أن يتحرك في الاتجاهين ‪𝐴‬‏ و‪𝐶‬‏.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.