آموزش کامل نوسان و موج فیزیک دوازدهم تجربی ( فصل سوم )

· ژانویه 22, 2021

به دوره آموزشی فصل سوم فیزیک دوازدهم تجربی خوش اومدین. قبل از هر چیزی اگه عجله دارین به پایین همین صفحه برین و عناوین و مطالب رایگان این دوره آموزشی رو ببینید. خب و اما معرفی این دوره…

ویژگی های موج

  • بررسی حرکت هماهنگ ساده
  • بررسی سیستم جرم و فنر – سیستم آونگ
  • انرژی در حرکت هماهنگ ساده
  • بررسی امواج مکانیکی ( سرعت زاویه ای ، طول موج ، دامنه موج )
  • شدت صوت و تراز شدت صوت

برهم کنش امواج

  • برهم کنش های موج تخت
  • شکست موج ، قانون بازتاب موج
  • پدیده سراب – قانون بازتاب از آینه ها

بررسی حرکت هماهنگ ساده

هرگاه یک جسم به جرم m رو به یک فنر ایده آل وصل کنیم و روی سطح افقی بکشیم و فرض کنیم که هیچ گونه اصطکاکی در طول مسیر حرکت نداریم در این صورت سیستم جرم و فنر بی نهایت بار نوسان خواهد کرد و به این نوع از حرکت ها ، حرکت هماهنگ ساده می گویند که فرمول اون برابر است با:

x = A Cos(ωt)

در رابطه بالا منظور از A دامنه نوسان ، منظور از ω ( بخوانید اٌمگا ) سرعت زاویه ای و منظور از x بعد مکان جسم است . به تصویر زیر دقت کنید تا درک بهتری از فرمول های حرکت هماهنگ ساده داشته باشین ، دقت کنید که نمودار مکان زمان حرکت هماهنگ ساده به صورت کسینوسی رسم می شود.

فرمول حرکت هماهنگ ساده

سایر فرمول های حرکت هماهنگ ساده برابر است با :

a = – ω2 x

Vmax = A ω

E = 1/2 m A2 ω2

بررسی سیستم جرم و فنر – بررسی سیستم آونگ

در ادامه این فصل فرمول های آونگ کم دامنه و سیستم جرم و فنر آشنا می شویم که خلاصه این فرمول ها برابر است با:

ω = √k/m
سرعت زاویه ای

f = 1/2π × √k/m
بسامد

T=2π × √m/k
دوره نوسان

ω = √g/L
سرعت زاویه ای

f = 1/2π × √g/L
بسامد

T=2π × √L/g
دوره نوسان

نکات مربوط به انرژی در حرکت هماهنگ ساده

در یک حرکت ساده انرژی مکانیکی به دلیل اینکه از اتلاف انرژی صرف نظر می شود همواره ثابت است و انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی در طول حرکت کم و زیاد می شود. فرمول های انرژی در حرکت هماهنگ ساده به صورت زیر است.

فرمول انرژی مکانیکی

E = 1/2 m A2 ω2 = 1/2 K A2 = 1/2 m v2max

نمودار انرژی جنبشی ، انرژی پتانسیل و انرژی مکانیکی بر حسب دامنه نوسان به صورت زیر است.

انرژی مکانیکی حرکت هماهنگ ساده

شدت صوت

صوتی که از حنجره انسان و یا هر منبع صوتی دیگری خارج می شود دارای مقداری انرژی هست که به این مدل از امواج ، موج صوتی گفته می شود ، توجه داشته باشید که موج صوتی به صورت طولی در محیط منتشر می شود ، و اما فرمول ها و تعاریف این قسمت :
تعریف شدت صوت : به مقدار انرژی ای که در واحد زمان عمود بر واحد سطح از منبع صوتی خارج می شود ، شدت صوت می گویند.

فرمول شدت صوت

I = E/At = P /A

شدت صوت فیزیک دوازدهم

تراز شدت صوت

تو بخش قبلی گفتیم به صدایی که از یک منبع صوتی خارج میشه شدت صوت میگن ، اما چیزی که گوش انسان درک میکنه تراز شدت صوت می گویند که با فرمول زیر میشه تراز شدت صوت رو نشون داد.

فرمول تراز شدت صوت

B = 10 Log(I/I0)
I0 = 10-12

در رابطه بالا به B : تراز شدت صوت ، I : شدت صوت ، I0 : شدت صوت مبنا می گویند.

برهم کنش های موج

هنگامی که یک موج از یک محیط وارد محیط دیگر می شود در مرز جدایی بین دو محیط شکسته می شود بصورت مثال اگر نور از یک محیط مانند هوا وارد محیطی مانند شیشه و سپس وارد محیطی مانند آب شود در این صورت در مرز جدایی هر محیط شکسته می شود به همین علت است که وقتی مثلا یک مداد را داخل آب قرار می دهیم و از بیرون به لیوان نگاه می کنیم احساس میکنیم که مداد شکسته شده است در حقیقت نوری که از مرز دو محیط خارج می شود دچار شکست شده است و از مسیر اولیه خودش منحرف شده است . در ادامه فصل سوم با قوانین اسنل ، پدیده سراب ، قوانین نور مربوط به آینه ها و … آشنا می شوید که نکات تکمیلی این مباحث رو می تونید داخل درسنامه های این بخش مطالعه کنید.

اثر دوپلر

اگر یک منبع صوتی هیچ حرکتی نکند دقیقا بسامدی که منبع صوتی ایجاد می کند به شنونده می رسد ولی اگر منبع صوتی به سمت شنونده نزدیک شود و یا از شنونده دور شود در این صورت بسامدی که شنونده درک می کند بیشتر یا کمتر از منبع صوتی خواهد بود ، به این پدیده ، اثر دوپلر می گویند.
توجه : اگر منبع صوتی به شنونده نزدیک شود بسامدی که شنونده درک می کند ، بیشتر خواهد شد.
توجه : اگر منبع صوتی از شنونده دور شود بسامدی که شنونده درک می کند ، کمتر خواهد شد.

بازتاب امواج مکانیکی

اگر در یک طناب آشفتگی ( موج ) ایجاد کنیم و این موج در طول مسیر خود به یک انتهای ثابتی مثلا دیوار متصل باشد پس از برخورد به دیوار در جهت عکس خودش بازتاب خواهد کرد برای درک بهتر به تصویر زیر دقت کنید.

BazTab Moj -

دقت کنید که اگر در موج رفت آشفتگی موج به سمت بالا باشد در هنگام برگشت موج آشفتگی به سمت پایین خواهد بود.

شکست امواج الکترومغناطیسی

اگر یک موج الکترومغناطیسی از یک محیط وارد محیط دیگر شود در مرز جدایی بین دو محیط شکسته می شود. در این دو محیط تندی موج ، طول موج ، زاویه شکست و…. در دو محیط متفاوت خواهد. برای درک بهتر به تصویر زیر دقت کنید.

قانون شکست امواج مکانیکی فیزیک دوازدهم

کلیه فرمول های مربوط به شکست امواج مکانیکی در یک نگاه :

n1 Sin(θ1) = n2 Sin(θ2)

v1 Sin(θ2) = v2 Sin(θ1)

n1 V1 = n2 V2

n = تندی نور در ماده شفاف / تندی نور در خلاء

ثبت نام نشده
یا $ 69 هزار تومان

دوره شامل

  • 15 درس