شاه کلید نکات
شاه کلید سوال
![[شاه کلید مای درس] | موج ایستاده و کشیده](https://dl.my-dars.com/upload/image/06 (6)1726184696.jpg)
موج ايستاده و تشديد در ريسمان كشيده
هر گاه دو موج عرضی كاملاً مشابه كه در دو سوی مختلف انتشار پيدا می كنند با يكديگر تداخل نمايند، موج برايند ديگر رونده نيست و به آن موج ساكن يا ايستاده گفته می شود، كه تصوير موج برايند به شكل زير است:
نقاطی روی موج ايستاده كه هرگز نوسان نمی كنند، گره هستند. (دامنه ی نوسان صفر است)
نقاطی روی موج ايستاده كه دامنه ی موج برايند در آنجا بيشينه است. (دامنه آن ها دو برابر دامنه موج های اوليه است)
1 فاصله ی دو گره ی متوالی يا دو شكم متوالی برابر \(\frac{\lambda }{2}\) است.
2 فاصله ی يک گره از شكم مجاورش برابر \(\frac{\lambda }{4}\) است.
3 موج های تابش و بازتابش در محل گره ها با يكديگر تداخل ويرانگر انجام می دهند و در اصطلاح گفته می شود دو موج در محل گره ها كاملاً ناهمفاز (در فاز مخالف) هستند.
4 موج های تابش و بازتابش در محل شكم ها با يكديگر تداخل سازنده انجام می دهند و در اصطلاح گفته می شود دو موج در محل شكم ها در كاملاً همفاز هستند.
5 از آن جا كه موج ايستاده به چپ يا راست حركت نمی كند محل گره ها يا شكم ها ثابت است.
هر گاه يک تار كشيده شده به وسيله ی يک چشمه به نوسان در آيد، به ازای بسامدهای معينی، تداخل موجب ايجاد موج ايستاده ی بارزی (يا اصطلاحاً يک مد نوسان) در تار می شود كه به اين بسامدها، بسامدهای تشديدی گفته می شود. (اگر تار در بسامدهای غير از بسامدهای تشديدی نوسان كند موج ايستاده بارزی ايجاد نمی شود.)
شكل زير تصاوير مربوط به حالت های مختلف موج ايستاده در يک تار است.
\(\begin{array}{l}L = n\frac{{\lambda n}}{2}\\{f_n} = n\frac{V}{{2L}} = n{f_1}\\{f_1} = \frac{V}{{2L}}\end{array}\)
(n) تعداد شكم ها(تعدادگره ها \(n + 1\) است) یا عدد هماهنگ
L طول تار
V تندي انتشار موج در طناب
\({\lambda _n}\) طول موج تشدیدی
\({f_n}\) بسامد تشدیدی
\({f_1}\) بسامد اصلی يا بسامد هماهنگ (مد) اول
1 تندی انتشار در تار مرتعش با رابطه ی \(V = \sqrt {\frac{F}{\mu }} = \sqrt {\frac{{F.L}}{m}} \) بدست می آید.
2 اختلاف بسامد دو هماهنگ متوالی در ريسمان دو انتها ثابت برابر بسامد اصلی (\({f_1}\)) است.
\({f_{n + 1}} - {f_n} = {f_1} = \frac{V}{{2L}}\)
در لوله های پر شده از هوا نيز می توان موج ايستاده ايجاد كرد كه به آن ها لوله های صوتی گفته می شود و در نوع دو انتها باز و يک انتها باز ساخته می شوند. وقتی موج های صوتی در هوای درون لوله حركت می كنند، از هر دو انتها باز می تابند و به درون لوله باز می گردند، حتی اگر آن انتها باز باشد (البته اگر انتهای لوله باز باشد اين بازتاب به كاملی بازتابی نيست كه از يک انتهای بسته رخ می دهد) بسياری از مشخصه های اين موج ايستاده مشابه موج ايستاده در ريسمان است؛ انتهای بسته ی لوله مانند انتهای ثابت شده ی ريسمان است كه در آنجا بايد يک گره وجود داشته باشد، و در انتهای باز لوله نيز يک شكم وجود دارد. (البته اين شكم كمی بيرون از انتهای باز لوله قرار دارد كه آن را در نظر نمی گيريم) همچنين فاصله ی گره های مجاور از هم برابر \(\frac{\lambda }{2}\) و فاصله ی گره ها از شكم های مجاور \(\frac{\lambda }{4}\) است. تصوير های زير سه مد اول را در هر دو نوع لوله نشان می دهد:
1 هر چه بسامد صوتی بيش تر می شود، آن صوت زير تر شنيده می شود و هرچه بسامد صوتی كم تر می شود آن صوت بم تر شنيده خواهد شد.
2 طول موج صوت حاصل از لوله ی صوتی با طول لوله رابطه ی مستقيم دارد. (يعنی هر چه طول لوله بيشتر باشد طول موج صوت حاصل از آن نيز بيش تر است)
3 صدای حاصل از پر شدن آب داخل يک ليوان گستره وسيعی از بسامدها را دارد كه در هر لحظه، يكی از اين بسامدها با پايين ترين بسامد تشديدی هوای درون ظرف ( بسامد مد اول) منطبق است، به همين دليل با پر شدن ليوان و كوتاه شدن فضای پر از هوای آن (كه يک لوله ی صوتی فرض می شود) طول موج صوت حاصل كاهش و بسامد آن افزايش يافته و صدا زير تر شنيده می شود.
كره هايی توخالي با دهانه ای باز به شكل گردن است كه همانند لوله های صوتی بسامدهای تشديدی معينی دارند و هر گاه بسامد يک صوت برابر با يكی از بسامدهای تشديديی آن ها باشد تشديدگر پاسخ قوی تری به اين صوت می دهد. (اين موضوع درست مانند دميدن در يک بطری است، در بطری نيز يكی از بسامدهايی كه هنگام دميدن توليد می شود با يكی از بسامدهای تشديدی منطبق باشد، يک موج صوتی قوی ايجاد می شود)
اين اجاق ها بر اساس تداخل امواج الكترومغناطيسی و تشكيل امواج ايستاده كار می كنند. در مورد اين وسيله به نكات زير توجه كنيد:
