الاهتزازات والامواج والصوت

» الدكتور غازي ياسين القيسي
عدد الصفحات: 456
نوع التجليد: كرتونية
رقم الطبعة: 2
لون الطباعة: اسود
القياس (سم): 17x24
الوزن (كغم): 0.815
الباركود: 9789957064723
السعر : 20.00 $

تتذبذب أشياء عديدة أو تهتز مثل جسم متصل عند نهاية زنبرك، وشوكة رنانة ورقاص الساعة، والبندول، والمسطرة البلاستيكية عندما تمسك بقوة من عبر حافة منضدة ويتم ضربها برشاقة، وأوتار الجيتار أو البيانو، والعنكبوت يتحسس فريسته بوساطة اهتزازات شبكته، والسيارات تهتز للأعلى والأسفل عندما تمر على مطبّ، والبنايات والجسور تتذبذب عندما تمر بالقرب منها أو عليها الشاحنات. في الحقيقة لأن المواد الصلبة مرنة فإن معظم الاشياء تتذبذب عندما تزود بدفع أو نبضه. وتحدث الاهتزازات الكهربائية في أنظمة الراديو والتلفزيون. وعلى المستوى الذري تتذبذب الذرات ضمن الجزيئة وتتذبذب ذرات المادة الصلبة حول مواضع اتزانها الثابتة نسبيا.

ترتبط الاهتزازات والحركة الموجية بعضها بالبعض الاخر فالامواج سواء كانت أمواج البحر أم أمواج على وتر أم أمواج الزلازل أم أمواج الصوت في الهواء يكون لها مصدرها للاهتزاز. في حالة الصوت ليس فقط المصدر هو الشىء المهتز ولكن كذلك المتحسس (طبلة الأذن أو المايكروفون). وفي حقيقة الامر الوسط الذي تتقدم خلاله الموجة يهتز (مثل الهواء بالنسبة لأمواج الصوت). سندرس في الفصل الأول الحركة الاهتزازية من خلال حركة الجسم المتصل بزنبرك، ونقارن بين الحركة التوافقية البسيطة والحركة الدائرية المنتظمة، ونستعرض الاهتزازات القسرية والمتضائلة.  أما في الفصل الثاني فسوف نركز على الحركة الموجية، ونقوم بحساب انطلاق الأمواج على الأوتار، وندرس ظاهرة الانعكاس، والنفاذ، ومعدل الطاقة المنقولة بوساطة الأمواج الجيبية على الاوتار. وفي الفصل الثالث نتناول امواج الصوت لكي نحسب انطلاق الامواج الصوتية وشدة أمواج الصوت الدورية ونطلع على تأثير دوبلر وطريقة تسجيل الصوت الرقمي.  وخلال الفصل الرابع: سوف ندرس التراكب والتداخل والتعرف على خصائص الأمواج الواقفة والرنين ودراسة الأمواج الواقفة في القضبان والأغشية كما نستعرض مفهوم الضربات. وفي الفصل الخامس: ولكي نغطي موضوع الامواج والاهتزازات تناولنا الأمواج الكهرومغناطيسية مستعرضين معادلات ماكسويل واكتشافات هيرتز ودراسة الأمواج الكهرومغناطيسية المستوية كما تناولنا الطاقة المحمولة بوساطة الأمواج الكهرومغناطيسية مع كمية الحركة وضغط الاشعاع وكيفية انتاج الأمواج الكهرومغناطيسية بوساطة هوائي وفي نهاية الفصل عرضنا طيف الأمواج الكهرومغناطيسية. في الفصل السادس والاخير عرضنا عددا من التجارب المعملية التي تتحقق من جملة العلاقات والقوانين والظواهر المطروحة في الكتاب اضافة الى بعض متطلبات المعمل الفنية والارشادية.

تم الاعتماد في محتويات الكتاب على آخر الاصدارات العالمية من الكتب والنشريات، وكان مصدرها الأساس كتاب Physics for Scientists and Engineers   تأليف Serway وJewett   الطبعة السادسة 2004 مع كتاب Physics تأليف Douglas C. Giancoli  وكتاب College Physics تأليف Gary L. Buckwalter  وDavid M Riban. وكتاب Practical Physical إعداد E.Armitage.

لكي يتمّم الطالب والأستاذ دراستهما للجانب الموضوعي لمفردات الكتاب ارتأينا ان نعرض في هذا الكتاب جميع الامثلة ذات العلاقة نهاية كل فصل بدلا من توزيعها على فقرات الفصل. كما عرضنا سؤالا مع جوابه خلال كل فصل لتساعد في تأكيد بعض المعلومات الأساسية ثم عمدنا للإجابة على عدد من الأسئلة الموضوعية نهاية كل فصل مع عدد منها ترك لاختبار المعلومات كما عرضنا حلا لعدد يصل الى ثلاثين تمرين مع عدد منها تُركَ لمحاولة الحل.

1. الحركة الاهتزازية  Oscillatory Motion

    المقدمة

    حركة جسم ملحق بزنبرك

     التمثيل الرياضي للحركة التوافقية البسيطة

    طاقة المهتز التوافقية البسيطة

    مقارنة بين الحركة التوافقية البسيطة والحركة الدائرية المنتظمة

    البندول

    الاهتزازات المتضاءلة

    الاهتزازات القسرية

    أمثلة محلولة تفصيلياً

    أسئلة مع أجوبتها

    أسئلة عامة

    تمارين عامة محلولة

    تمارين عامة

2. الحركة الموجية  Wave Motion

    المقدمة

    تقدم الاضطراب

    الامواج الجيبية

    انطلاق الامواج على الحبال

    الانعكاس والنفاذ

    معدل انتقال الطاقة بوساطة امواج جيبية على حبال

    معادلة الموجة الخطية

    أمثلة محلولة تفصيلياً

    أسئلة عامة و أجوبتها

    أسئلة عامة

    تمارين عامة محلولة

    تمارين عامة

3. امواج الصوت  Sound Waves

    المقدمة

    انطلاق امواج الصوت

    أمواج الصوت الدورية

    شدة امواج الصوت الدورية

    تأثير دوبلر

    تسجيل الصوت الرقمي

    أمثلة محلولة تفصيلياً

    أسئلة عامة وأجوبتها

    أسئلة عامة

    تمارين عامة محلولة

    تمارين عامة

4. التراكب والأمواج الواقفة Superposition and Standing Waves

    المقدمة

    التراكب والتداخل

    الامواج الواقفة

    امواج واقفة في حبل مثبت من نهايتيه

    الرنين

    امواج واقفة في اعمدة الهواء

    امواج واقفة في القضبان والاغشية

    الضربات

    انماط امواج غير الجيبية

    أمثلة محلولة تفصيلياً

    أسئلة عامة وأجوبتها

    أسئلة عامة

    تمارين عامة محلولة

    تمارين عامة

5. الأمواج الكهرومغناطيسية   Electromagnetic Waves

    المقدمة

    معادلات ماكسويل واكتشافات هيرتز

    الأمواج الكهرومغناطيسية المستوية

    الطاقة المحمولة بوساطة الأمواج الكهرومغناطيسية

    كمية الحركة وضغط الإشعاع

    إنتاج الأمواج الكهرومغناطيسية بوساطة هوائي

    طيف الأمواج الكهرومغناطيسية

    أمثلة محلولة تفصيلياً

    أسئلة عامة وأجوبتها

    أسئلة عامة

    تمارين عامة محلولة

    تمارين عامة

6. الفيزياء العملية Practical Physics

    تجارب معملية: الأمواج الماكروية والأمواج الميكانيكية

أولاً: مجموعة تجارب الامواج الماكروية

    نفاذية وامتصاص واستقطاب الامواج الماكروية

    انعكاس الامواج الماكروية

    الانكسار والانعكاس الكلي للامواج الماكروية

    تداخل الامواج الماكروية

    حيود الامواج الماكروية بوساطة حافة مستقيمة وبوساطة عائق

    الامواج الماكروية الواقفة

ثانياً: مجموعة تجارب الامواج الميكانيكية

    انطلاق الامواج المستعرضة والطولية على زنبرك

    كيف يعتمد تردد الاهتزاز على طول السلك والشد (السونوميتر)

    قياس انطلاق الصوت من امواج صوت طولية في عمود هواء مغلق

    قياس انطلاق الصوت من امواج صوتية طولية في انبوب رنين

    انطلاق الصوت من من ترددات رنين اساسية و فوق الرنين لانبوب رنين طوله ثابت

    استعمال انبوبة غبار كوندت لايجاد انطلاق الصوت لقضيب صلب ومعامل يونج لمادة القضيب

    انطلاق الصوت في هواء طلق

    اثبات اشكال الامواج الصوتية بوساطة راسم الاشارة الكاثودي

ثالثاً : تجارب الامواج الكهرومغناطيسية

    الطول الموجي للضوء الاخضر والاحمر والازرق بوساطة اهدب يونج

    الطول الموجي لضوء الصوديوم بوساطة حلقات نيوتن

    قياس الطول الموجي لضوء الصوديوم باستعمال محزوز حيود ومعايرة المحزوز

    قياس سمك ورقة او رقيقة معدنية بوساطة هدب التداخل في اسفين من الهواء

    إنتاج وتحسس ضوء مستوي الاستقطاب وإيجاد معامل الانكسار من خلال قياس زاوية بريستر

الملاحق

المراجع