نسخة الفيديو النصية
أي من الموجات الكهرومغناطيسية الموضحة في الشكل لتجويف تناظر نمطًا رنينيًّا ممكنًا للتجويف؟
لنبدأ بتذكر معنى النمط الرنيني للتجويف. لنفترض أن لدينا هنا تجويفًا، وقد يتخذ أي شكل. من الممكن أن تتكون موجات، مثل موجات الضوء أو موجات الصوت، حسب حجم التجويف، بين نقطتين في جدار التجويف. لكن ثمة شرط لحدوث ذلك. حيث يجب أن تحقق أي موجة تتكون في التجويف ما يسمى بالشروط الحدية. في هذه الحالة، تنص تلك الشروط على أنه في أي موضع تلتقي فيه الموجة مع جدار التجويف، يجب أن تساوي إزاحة الموجة صفرًا. يعني ذلك، على سبيل المثال، أن الموجة التي رسمناها هنا لها أطول طول موجي ممكن لأي موجة يمكن أن تتكون بين هاتين النقطتين في جدار التجويف.
لكن، يمكن لأي موجة لها طول موجي أقصر أن تتكون بين هاتين النقطتين. وهذا مثال على موجة يقع طولها الموجي بالكامل بين هاتين النقطتين. لكن نلاحظ أنه ما زال يتعين عليها تحقيق الشروط الحدية التي تنص على أن الإزاحة تساوي صفرًا عند موضع التقائها مع الجدار. فهذا هو شرط تكون النمط الرنيني في التجويف.
بالتفكير في خياري الإجابة (أ) و(ب)، نلاحظ أن الموجة في خيار الإجابة (أ) تبدأ عند هذه النقطة على الجدار وتنتهي عند هذه النقطة. وفي كلا الموضعين، تساوي إزاحتها صفرًا. وتبدأ الموجة في الخيار (ب) من هذه النقطة على الجدار وتنتهي هنا كما يبدو. ولكن، عندما تلتقي الموجة مع جدار التجويف على اليمين، نلاحظ أن إزاحتها لا تساوي صفرًا. ومن ثم، فهي لا تحقق الشروط الحدية المطلوبة. وهذا يعني أن هذه الموجة المرسومة لا يمكن أن تتكون بين هاتين النقطتين في هذا التجويف. ومن ثم، فإن الموجة الموضحة في الخيار (أ) هي الموجة الوحيدة التي تناظر نمطًا رنينيًّا ممكنًا للتجويف.
