الرنين في الأعمدة الهوائية والأوتار - فيزياء1-3 - ثالث ثانوي

رابط الدرس الرقمي 3-2 الرنين في الأعمدة الهوائية والأوتار Resonance in Air ColumnsandStrings درس العالم الألماني هير من هلمهولتز في منتصف القرن التاسع عشر أصوات الناس، ثم طوّر علماء ومهندسون في القرن العشرين أداة إلكترونية لا تكتفي بدراسة مفصلة للصوت، الأهداف بل بإنشاء آلات إلكترونية لإنتاج الأصوات أيضًا، بالإضافة إلى آلات تسجيل تسمح لنا تصف مصدر الصوت. بسماع القرآن والخطب والقصائد وتسجيلات متعددة في أي مكان وأي زمان نريده. مصادر الصوت Sources of Sound www.ien.edu.sa • توضح مفهوم الرنين، وتطبيقاته على أعمدة الهواء والأوتار. • تفسر سبب وجود الاختلافات في المفردات ينتج الصوت عن اهتزاز الأجسام؛ إذ تؤدي اهتزازات الجسم إلى تحريك الجزيئات التي صوت الآلات وفي أصوات الناس. تتسبب في إحداث تذبذب في ضغط الهواء. فمثلاً يحتوي مكبر الصوت على مخروط مصمّم ليهتز بواسطة التيارات الكهربائية، ويولّد سطح المخروط الموجات الصوتية التي تنتقل إلى أنبوب الرنين المغلق أذنك، مما يسمح لك بسماع القرآن أو الأذان. وتعدّ الصنوج والدفوف والطبول أمثلة على السطوح المهتزة، وتعدّ جميعها مصادر للصوت. ينتج الصوت البشري عن اهتزاز الأوتار الصوتية، وهي عبارة عن زوج من الأغشية في الحنجرة، حيث يندفع الهواء من الرئتين مارا عبر الحنجرة، فتبدأ الأوتار الصوتية في الاهتزاز. ويتم التحكم في تردد الاهتزاز بعضلات الشد الموجودة على الأوتار الصوتية. أما الآلات الوترية فإن الأسلاك أو الأوتار هي التي تهتز ؛ إذ يُنتج ضرب الأوتار أو سحبها أو احتكاكها بقوس الوتر، اهتزاز الأوتار. وتتصل الأوتار عادة بلوحة صوتية تهتز مع الأوتار. وتؤدي اهتزازات اللوحة الصوتية إلى إحداث ذبذبات في قيمة ضغط الهواء الذي نشعر به بوصفه صوتًا. الرنين في الأعمدة الأنابيب) الهوائية Resonance in Air Columns عند وضع شوكة رنانة فوق عمود هواء يهتز الهواء داخل الأنبوب بالتردد نفسه، أو برنين يتوافق مع اهتزاز معين للشوكة الرنانة. تذكّر أن الرنين يزيد من سعة الاهتزاز من خلال تكرار تطبيق قوة خارجية صغيرة بالتردد الطبيعي نفسه. ويحدد طول عمود الهواء ترددات الهواء المهتز التي ستكون في حالة رنين، في حين يؤدي تغيير طول عمود الهواء إلى تغيير حدة صوت الآلة. ويعمل عمود الهواء في حالة الرنين على تضخيم مجموعة محدّدة من الترددات لتضخيم نغمة منفردة، وتحويل الأصوات العشوائية إلى أصوات منتظمة. أنبوب الرنين المفتوح التردد الأساسي (النغمة الأساسية) الإيقاع 91 واحد عليم Ministry of Education 2024-1446

مطرقة أنبوب . ماء وتُحدث الشوكة الرنانة فوق أنبوب مجوف رنينا في عمود الهواء، كما يبين الشكل 8-3، إذا تم وضع الأنبوب في الماء، بحيث تصبح إحدى نهايتي الأنبوب أسفل سطح الماء، حيث يتكون أنبوب مغلق - بالنسبة إلى الهواء - يكون في حالة رنين ويسمى هذا الأنبوب أنبوب الرنين المغلق. ويتم تغيير طول عمود الهواء بتعديل ارتفاع الأنبوب فوق سطح الماء. فإذا ضربت الشوكة الرنانة بمطرقة مطاطية، وتم تغيير طول عمود الهواء بتحريك الأنبوب إلى أعلى أو إلى أسفل في الماء فإن الصوت يصبح أعلى أو أخفض على التناوب. ويكون شوكة رنانة الصوت عاليًا عندما يكون عمود الهواء في وضع رنين مع الشوكة الرنانة. وعندما يكون عمود الهواء في حالة رنين فإنه يؤدي إلى تقوية صوت الشوكة الرنانة. عمود هواء موجة الضغط ( الطولية) الموقوفة ( المستقرة ) كيف يحدث الرنين؟ تولد الشوكة الرنانة موجات صوتية، تتكون من تذبذبات مرتفعة ومنخفضة الضغط، وتتحرك هذه الموجات إلى أسفل عمود الهواء. وعندما تصطدم هذه الموجات بسطح الماء تنعكس مرتدة إلى الشوكة الرنانة، كما في الشكل 92-3. فإذا وصلت موجة الضغط المرتفع المنعكسة إلى الشوكة الرنانة في اللحظة نفسها التي تنتج فيها الشوكة الرنانة موجة ضغط مرتفع أخرى فعندها تقوّي الموجة الصادرة عن الشوكة والموجة المنعكسة إحداهما الأخرى. وهذه الشكل 8-3 يغير رفعُ الأنبوب أو التقوية أو التعزيز للموجات يولّد موجة مستقرة، ويحدث الرنين. إنزاله، طول عمود الهواء، ويكون الصوت أما الأنبوب المفتوح فهو أنبوب مفتوح الطرفين، ويكون في حالة رنين مع مصدر صوت عاليًا عند حدوث رنين بين عمود الهواء عندما تنعكس موجات المصدر من طرف مفتوح ويسمى هذا الأنبوب أنبوب الرنين المفتوح. ويكون ضغط الموجة المنعكسة مقلوبًا. فعلى سبيل المثال، إذا وصلت موجة ضغط والشوكة الرنانة الشكل - يمثل الأنبوب الموضوع في ماء أنبوبا مغلقا، وتنعكس موجات الضغط المرتفع في الأنابيب المغلقة موجات ضغط مرتفع (a). أما في الأنابيب المفتوحة فتكون الموجات المنعكسة مقلوبة (b). مرتفع إلى الطرف المفتوح فسوف ترتد موجة ضغط منخفض، كما يبين الشكل 3-9b. وس طول عمود هواء الرنين يمكن تمثيل موجة صوتية موقوفة في أنبوب بموجة جيبية، كما يوضح الشكل .-10-3. كما يمكن أن تمثل الموجات الجيبية إما تغيّرات ضغط الهواء أو إزاحة جزيئاته. ولأن للموجات المستقرة عقدًا ،وبطونًا، لذا فإنه عند التمثيل البياني لتغير الضغط تكون العقد هي مناطق الضغط الجوي المتوسط ، أما مناطق البطون فيتذبذب b a 92 الزمن أنابيب مفتوحة : ينعكس الضغط المرتفع في صورة ضغط منخفض الزمن أنابيب مغلقة : ينعكس الضغط المرتفع في صورة ضغط مرتفع وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

أنبوب مغلق بطن إزاحة عقدة ضغط منطقة ضغط متوسط) الشكل 10- 3 تمثل موجات الجيب الموجات المستقرة في الأنابيب. عقدة إزاحة ضغط الهواء إزاحة الهواء أنبوب مفتوح بطن إزاحة بطن ضغط منطقة ضغط مرتفع أو منخفض) عقدة ضغط منطقة ضغط متوسط) عقدة إزاحة بطن ضغط ( منطقة ضغط مرتفع أو منخفض) عقدة ضغط بطن إزاحة إزاحة الهواء ضغط الهواء منطقة ضغط متوسط) تجربة الرنين في الأعمدة الهوائية تحتاج في هذه التجربة إلى: شوكة رنانة ومطرقة خاصة وأنبوب مغلق. 1. اطرق الشوكة الرنانة ثم قربها من فوهة الأنبوب. الضغط عندها بين قيمتيه العظمى والصغرى. وفي حالة رسم الإزاحة تكون البطون هي 2. غيّر طول العمود الهوائي عن مناطق الإزاحة الكبيرة ، وتكون العقد هي مناطق الإزاحة القليلة. وفي كلتا الحالتين تكون المسافة بين بطنين أو بين عقدتين متتاليتين مساوية لنصف الطول الموجي. طريق تغيير عمق الماء فيه. وقرب الشوكة الرنانة بعد ترددات الرنين في أنبوب مغلق إن طول أقصر عمود هواء له بطن ضغط عند الطرف المغلق طرقها من فوهة الأنبوب وعقدة ضغط عند الطرف المفتوح يكون مساويًا لربع الطول الموجي، كما يبين الشكل 11-3. 3. أعد الخطوة السابقة، واستمر في زيادة طول عمود الهواء أكثر من زيادة التردد يكون هناك أطوال أعمدة هواء رنين إضافية عند فترات مساوية لنصف ومع الحالة الأولى. الطول الموجي. لذا تكون الأعمدة التي أطوالها 5/4/4/4 4/ 7 ... وهكذا، في حالة رنين مع الشوكة الرنانة. , التحليل والاستنتاج 4. لاحظ مـاذا لاحظت بعد تنفيذ يكون طول عمود هواء الرنين الأول عمليّا أطول قليلا من ربع الطول الموجي؛ وذلك الخطوة 2 والخطوة 3؟ لأن تغيرات الضغط لا تنخفض إلى الصفر تماما عند الطرف المفتوح من الأنبوب. وتكون 5. استنتج متى يحدث الرنين؟ العقدة فعليًّا أبعد عن الطرف بمقدار 0.4 قطر الأنبوب. وتفصل بين أطوال أعمدة هواء الرنين الإضافية مسافات مقدارها نصف الطول الموجي. ويستخدم قياس هذه المسافة بين كل رنينين في إيجاد سرعة الصوت في الهواء، كما يبين المثال 2. L عقدة بطن عقدة منطقة ضغط متوسط) عقدة بطن بطن ( منطقة ضغط مرتفع أو منخفض) الشكل 11-3 يكون الأنبوب المغلق في A₁ = L 13 - L 30 = = f3 = 1 = 3 fi 50 fs = =5f1 4L 4L 4L 1 = 4L حالة رنين عندما يكون طوله عددًا فرديًا من مضاعفات ربع الطول الموجي. 93 واد العليم Ministry of Education 2024-1446

الشكل 12-3 يكون الأنبوب المفتوح في حالة رنين عندما يكون طوله عددًا زوجيًا من مضاعفات ربع الطول الموجي. عقدة عقدة منطقة ضغط متوسط) بطن عقدة بطن عقدة بطن ( منطقة ضغط مرتفع أو منخفض) عقدة ( منطقة ضغط متوسط) = 2L 2 = L fi : A2L f2 = 1 = 2fi A3 3 = 2 2L 3 30 = 3f1 ₤2--2--3 = 2L = تجربة عملية ما مقدار سرعة الصوت؟ ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية ترددات الرنين في أنبوب مفتوح يكون طول أقصر عمود هواء يحتوي على عقدة عند كل من طرفيه مساويًا نصف الطول الموجي، كما يبين الشكل 12. ومع زيادة التردد يكون هناك أطوال رنين إضافية عند فترات نصف الطول الموجي. لذا تكون الأعمدة في حالة الرنين مع الشوكة الرنانة بأطوال 2, 32, 2... وهكذا. تطبيق الفيزياء السمع والتردد إذا استعملت أنبوبين مفتوحًا ومغلقًا على أنهما أنبوبان في حالة رنين فإن الطول الموجي تعمل القناة السمعية البشرية كأنها لصوت الرنين في الأنبوب المفتوح يكون نصف الطول الموجي الذي للأنبوب المغلق. لذا أنبوب مغلق في حالة رنين، يؤدي إلى زيادة حساسية الأذن للترددات بين 2000 يكون التردد في الأنبوب المفتوح ضعف التردد الذي في الأنبوب المغلق. وتكون أطوال لترددات الصوت التي يسمعها البشر من وHz 5000، في حين يمتد المدى الكامل أعمدة هواء الرنين لكلا الأنبوبين مفصولة بفترات مقدارها نصف الطول الموجي. 20 إلى Hz 20000. ويمتد سمع الكلب سماع الرنين يُؤدي الرنين إلى زيادة علوّ تردّدات مخصصة. فإذا صرخت داخل نفق طويل لترددات مرتفعة تصل إلى H2 45000، فإن الصوت الذي يدوّي وتسمعه يكون بسبب النفق بوصفه أنبوبًا في حالة رنين. كما أما القط فيمتد السمع لديه إلى ترددات تعمل الصدفة في الشكل 13- عمل أنبوب مغلق في حالة رنين. تصل إلى Hz 100000. الرنين في الأوتار Resonance on Strings الشكل 13-3 تعمل الصدفة عمل أنبوب مغلق في حالة رنين، يضخم تختلف أشكال الموجة في الأوتار المهتزة اعتمادًا على طريقة توليدها. ومن ذلك النقر أو ترددات معينة من الأصوات المحيطة الشد أو الضرب، إلَّا أن لها خصائص عديدة مشتركة مع الموجات المستقرة في النوابض والحبال، كما درست في الفصل السابق. ويكون الوتر في آلة ما • مشدودًا من الطرفين، لذا فإنه عندما يهتز يكون له عقدة عند كل طرف من طرفيه وتستطيع أن ترى في الشكل 14-3 أن النمط الأول للاهتزاز له بطن عند المنتصف، وطوله يساوي نصف الطول الموجي. ويحدث الرنين التالي عندما يكون طول الوتر مطابقًا لطول موجي واحد. وتظهر موجات مستقرة إضافية عندما يكون طول الوتر 3/2, 2, 5/2 وهكذا. وكما هو الحال للأنبوب المفتوح فإن تردّدات الرنين تساوي مضاعفات أقل تردد. 54 94 وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

L λι = 2L ===1 2L 2 = L f2 = 1 = 2fi 8 = 2L 3 30 2L √3 = 31/3 = 3f1 f3 وتعتمد سرعة الموجة في الوتر على قوة الشد فيه، وعلى كتلة وحدة طوله. لذا فإن الآلة الوترية تضبط بتغيير شدّ أوتارها. فكلما كان الوتر مشدودًا أكثر كانت سرعة حركة الموجة أكبر، لذا تزداد قيمة تردد موجاته المستقرة. جودة الصوت Sound Quality تولّد الشوكة الرنانة صوتًا معتدلاً غير مرغوب فيه؛ لأن أطرافها تهتز بحركة توافقية بسيطة، وتنتج موجة جيبية بسيطة، كما يبين الشكل 15-3. أما الأصوات البشرية فهي أكثر تعقيدًا، ومنها الموجة المبينة في الشكل .3-15b. وقد يكون لكلتا الموجتين التردّد نفسه، أو الحدّة نفسها، ولكن الصوتين مختلفان جدًّا. تولّد الموجة المعقدة باستخدام مبدأ التراكب لجمع موجات ذات تردّدات مختلفة؛ إذ يعتمد شكل الموجة على السعات النسبية لهذه الترددات. ويُسمى الفرق بين الموجتين طابع الصوت، أو لون النغمة، أو جودتها. الشكل 14-3 وتر في حالة رنين مع موجات موقوفة عندما يكون طوله مساويًا لمضاعفات نصف الطول الموجي الشكل 15-3 رسم بياني لصوت نقي مقابل الزمن (a). ورسم بياني لموجات صوتية غير نقية (معقدة) مقابل الزمن (b). 95 واحن عليم Ministry of Education 2024-1446 a WW الضغط الزمن صوت نقي b الضغط صوت غير نقي الزمن

مثال 2 إيجاد سرعة الصوت باستخدام الرنين عند استخدام شوكة رنانة بتردد 392H2 مع أنبوب مغلق، سُمع أعلى صوت عندما كان طول عمود الهواء cm 21.0 وcm 65.3. ما سرعة الصوت في هذه الحالة؟ وهل درجة الحرارة في الأنبوب أكبر أم أقل من درجة الحرارة الطبيعية للغرفة، وهي C 20°؟ وضح إجابتك. 1 تحليل المسألة ورسمها • ارسم الأنبوب المغلق. عيّن طولي عمود الهواء لحالتي الرنين. LA LB المعلوم المجهول v = ? f = 392 Hz LA = 21.0cm Lp = 65.3 cm B دليل الرياضيات ترتيب العمليات 2 إيجاد الكمية المجهولة حل لإيجاد طول الموجة باستخدام علاقة الطول - الطول الموجي للأنبوب المغلق. بإعادة ترتيب المعادلة لـ ٨ عوض مستخدمًا m ،Ly = 0.210m 0.653 = .LA LB 96 استخدم المعادلة الآتية لإيجاد السرعة بإعادة ترتيب المعادلة لـ 0 عوض مستخدمًا f = 392 Hz ، = 0.886m La - L B λ= 2(LB - LA) = 2(0.653 m - 0.210 m) = 0.886 m x= f v = fλ = (392 Hz)(0.886 m) = 347 m/s السرعة أكبر قليلًا من سرعة الصوت عند درجة الحرارة 20 مما يشير إلى أن درجة الحرارة أعلى قليلًا من درجة الحرارة الطبيعية للغرفة. تقويم الجواب • هل الوحدات صحيحة ؟ وحدات الجواب صحيحة Hz) (m) = (m) = m/s). • هل الجواب منطقي؟ السرعة أكبر قليلًا من m/s 343، التي هي سر. عة الصوت عند درجة الحرارة C° 20. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

مسائل تدريبية 15. إذا وضعت شوكة رنانة تهتز بتردّد 440Hz فوق أنبوب مغلق، فأوجد الفواصل بين أوضاع الرنين عندما تكون درجة حرارة الهواء C° 20. 16. استخدمت شوكة رنانة تهتز بتردد 440Hz مع عمود رنين لتحديد سرعة الصوت في غاز الهيليوم. فإذا كانت الفواصل بين أوضاع الرنين cm 110، فما سرعة الصوت في غاز الهيليوم؟ 17. استخدم طالب عمود هواء عند درجة حرارة 27°C، ووجد فواصل بين أوضاع الرنين بمقدار 20.2cm. ما تردّد الشوكة الرنانة ؟ استخدم سرعة الصوت في الهواء المحسوبة في المثال 2 عند درجة الحرارة 27°C. طيف الصوت: التردد الأساسي (النغمة الأساسية ) والإيقاعات إن موجة الصوت المعقدة في الشكل 15-3 ناتجة عن عمود هواء مغلق. ارجع إلى الشكل 11-3 الذي يبين ثلاثة تردّدات رنين لأنبوب مغلق؛ حيث يكون أقل تردد رنين f، يحدث في أنبوب مغلق طوله Lمساويًاv/4L. ويسمى هذا التردد الأقل التردد الأساسي ( النغمة الأساسية). ويكون الأنبوب المغلق في وضع رنين عند تردّدات 3 ، 5 ... وهكذا. وتُسمى هذه الترددات المرتفعة ـ وهي مضاعفات فردية من التردد الأساسي - الإيقاعات وإضافة هذه الإيقاعات معا هو الذي يُعطي الصوت طابعًا مميزا. أما التردّد الأساسي – وهو الإيقاع الأول أيضًا - لأنبوب مفتوح في حالة رنين فيكون مساويًا f = 1/2Lمع إيقاعات لاحقة عند 2f، 3، 4 ... وهكذا. وتعطي التركيبات والسعات المختلفة لهذه الإيقاعات كل صوت أو آلة وترية طابعها المميز. ويسمى الرسم البياني لسعة الموجة مقابل ترددها طيف الصوت. 97 وارفت عليم Ministry of Education 2024-1446

مسألة تحفيز 1. حدّد قوة الشد FT في وتر كتلته m وطوله L، عندما يهتز بالتردد الأساسي، والذي يساوي التردد نفسه لأنبوب مغلق طوله L. عبّر عن إجابتك بدلالة m و L وسرعة الصوت في الهواء . استخدم معادلة سرعة الموجة في وتر (u=VF)؛ حيث تمثل FT قوة الشد في الوتر، و الكتلة لكل وحدة طول من الوتر. 2. ما مقدار قوة الشد في وتر كتلته g 1.0 وطوله cm 40.0 يهتز بالتردد نفسه لأنبوب مغلق له الطول نفسه؟ الشكل 16-3 يتكون الضجيج من ترددات متعددة، ويتضمن تغيرات عشوائية في التردد والسعة. 98 إعادة إنتاج الصوت والضجيج L Sound Reproduction and Noise هل استمعت إلى شخص يتلو القرآن أو آلة تسجيل؟ في أغلب الأوقات يتم تسجيل الأصوات وتشغيلها عن طريق أنظمة إلكترونية ولإعادة إنتاج الصوت بإتقان يجب أن يلائم النظام جميع التردّدات بالتساوي. فالنظام الصوتي (الاستيريو) الجيد يحافظ على السعات لكل التردّدات بين 20 و Hz 20000 ضمن dB 3. أما نظام الهاتف فيحتاج إلى إرسال المعلومات بلغة منطوقة، وتكون التردّدات بين 300 و Hz 3000 كافية. ويساعد تخفيض عدد التردّدات الموجودة على تخفيض الضجيج. ويبين الشكل 16- موجة ضجيج يظهر فيها العديد من التردّدات تقريبًا بالسعات نفسها. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

3-2 مراجعة 18. مصادر الصوت ما الشيء المهتز الذي ينتج الأصوات 21. الرنين في الأنابيب المغلقة يبلغ طول أنبوب مغلق 2.40m. ما تردد النغمة التي يصدرها هذا في كل مما يأتي؟ a. الصوت البشري b. صوت المذياع 19. الرنين في الأنابيب المفتوحة ما النسبة بين طول الأنبوب المفتوح والطول الموجي للصوت لإنتاج الرنين الأول؟ 20. الرنين في الأوتار يصدر وتر نغمة حادة ترددها Hz 370 . ما ترددات الإيقاعات الثلاثة اللاحقة الناتجة بهذه النغمة؟ الأنبوب؟ 22. التفكير الناقد اضرب شوكة رنانة بمطرقة مطاطية واحملها بحيث تكون ذراعك ممدودة، ثم اضغط بمقبضها على طاولة، وباب، وخزانة، وأجسام أخرى. ما الذي تسمعه؟ ولماذا؟ 66 99 واردي عليم Ministry of Education 2024-1446

مختبر الفيزياء سؤال التجربة. سرعة الصوت Speed of Sound إذا وضعت شوكة رنانة تهتز فوق أنبوب مغلق طوله مناسب فإن الهواء داخل الأنبوب يهتز بالتردد نفسه f للشوكة الرنانة. وإذا وضع أنبوب زجاجي في مخبار كبير مملوء بالماء ومدرج فإنه يمكن تغيير طول الأنبوب الزجاجي من خلال رفعه أو إنزاله في الماء. وسيكون طول أقصر عمود هواء يحدث رنينا عندما يساوي طوله ربع الطول الموجي. ويُنتج هذا الرنين أعلى صوت، ويوصف الطول الموجي عند هذا الرنين بالعلاقة 4L= ؛ حيث تمثل L المسافة من سطح الماء إلى الطرف المفتوح للأنبوب. وستحدد في هذا المختبر الطول L لكي تحسب ، ثم تحسب سرعة الصوت. كيف تستطيع استخدام أنبوب مغلق في حالة رنين لكي تحدّد سرعة الصوت؟ الأهداف تجمع البيانات وتنظمها للحصول على نقاط رنين في أنبوب مغلق. تقيس طول أنبوب مغلق في حالة رنين. تحلل البيانات لتحدد سرعة الصوت. احتياطات السلامة $ امسح مباشرة أي سوائل منسكبة. تعامل مع الزجاج بحذر؛ فهو هش. المواد والأدوات ثلاث شوكات رنانة معلومة التردد مخبار مدرّج سعته ml 1000 مطرقة خاصة بالشوكات الرنانة مقياس درجة حرارة (غير زئبقي) ماء الخطوات 1. ارتد نظارة واقية، واملأ المخبار المدرّج بالماء إلى فوهته تقريبًا. 2 قس درجة حرارة الغرفة، وسجلها في جدول البيانات 1. 3. اختر شوكة رنانة، وسجل ترددها في جدولي البيانات 2 و 3. .4 قس قطر الأنبوب الزجاجي، وسجّله في جدول البيانات 2. 5. ضع بحذر الأنبوب الزجاجي في المخبار المدرج المملوء بالماء. 6. أمسك الشوكة الرنانة من قاعدتها، ثم اضرب بسرعة على طرفها بمطرقة الشوكة الرنانة. ولا تضرب الشوكة الرنانة بطاولة المختبر أو أي سطح قاس. مسطرة مترية 7. أمسك الشوكة الرنانة المهتزة فوق الطرف المفتوح للأنبوب الزجاجي، وارفع الأنبوب والشوكة ببطء حتى تسمع صوتًا عاليًا. وعندما تعين هذه النقطة حرّك الأنبوب إلى أعلى وإلى أسفل أنبوب زجاجي طوله 40cm تقريبًا وقطره cm 3.5 تقريبًا) قليلاً لتحدد نقطة الرنين تمامًا ، ثم قس المسافة من الماء إلى أعلى 100 الأنبوب الزجاجي، وسجّل هذه المسافة في جدول البيانات 2. .8 كرّر الخطوات 3 و 6 و 7 لشوكتين رنانتين إضافيتين، وسجّل نتائجك في المكان المخصص للمحاولتين 2 و 3 في جداول البيانات. يجب أن تكون ترددات الرنين الثلاثة للشوكات الرنانة الثلاث مختلفة. .9 أفرغ المخبار المدرّج من الماء. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

جدول البيانات 2 جدول البيانات 1 المحاولة (°C) درجة الحرارة السرعة المقبولة للصوت (m/s) السرعة التجريبية للصوت (m/S) المحاولة تردد الشوكة الرنانة (H) القطر طول الأنبوب فوق الطول الموجي (m) الماء (m) المحسوب (m) 1 2 3 1 2 3 التحليل 1. احسب السرعة المقبولة للصوت باستخدام العلاقة m/s + 0.60 T 331 = 1، حيث U سرعة الصوت عند درجة الحرارة ، و T درجة حرارة الهواء بالسلسيوس. سجّل هذه النتيجة على أنها السرعة المقبولة للصوت في جدولي البيانات 1 و 3 للمحاولات جميعها. جدول البيانات 3 تردد الشوكة السرعة المقبولة | الطول الموجي سرعة الصوت المحاولة الرنانة للصوت (m/s) المحسوب (Hz) 1 التجريبية المصحح (m) المصححة (m/s) 2 3 6. تحليل الخطأ حدّد لكل محاولة في جدول البيانات 3 الخطأ .2 لأن نقطة الرنين الأولى عُيّنت عندما كان جزء الأنبوب الذي النسبي بين السرعة التجريبية المصححة والسرعة المقبولة فوق الماء يساوي ربع الطول الموجي، لذا استخدم الطول للصوت، واستخدم الصيغة نفسها التي استخدمتها في المقيس للأنبوب في تحديد الطول الموجي المحسوب لكل الفقرة 4 سابقا. محاولة. سجّل الأطوال الموجية المحسوبة في جدول البيانات 2. 3. اضرب قيمتي الطول الموجي والتردد في جدول البيانات 2، الاستنتاج والتطبيق 1. استنتج تحدث نقطة الرنين الأولى عندما يكون طول لتحديد السرعة التجريبية للصوت، وسجّل ذلك في جدول البيانات 1 لكل محاولة. 4. تحليل الخطأ حدّد الخطأ النسبي بين سرعة الصوت المقبولة والتجريبية لكل محاولة في جدول البيانات 1. %error = |Accepted value - Experimental value| Accepted value -x 100% الخطأ النسبي = القيمة المقبولة - القيمة التجريبية | القيمة المقبولة 100% X الأنبوب مساويًا 4/ ما الطولان اللذان يحدث عندهما الرنينان اللاحقان؟ 2. التفكير الناقد هل يمكن تعيين موقع آخر لحدوث الرنين إذا كان لديك أنبوب أطول ؟ وضح إجابتك. التوسع في البحث 5. النقد يجب أخذ قطر الأنبوب بعين الاعتبار لتحسين دقة أي النتائج تعطي دقة أكثر لسرعة الصوت؟ الحسابات. وتزود العلاقة التالية حسابات الطول الموجي بدقة الفيزياء في الحياة أكثر : (4L0.4=؛ حيث تمثل الطول الموجي، وL طول الأنبوب فوق الماء، و d القطر الداخلي للأنبوب. استخدم قيم فسّر العلاقة بين حجم الأنابيب المغلقة وتردّدات الرنين لها. الطول والقطر الواردة في جدول البيانات 2، وأعد حساب ، وسجل القيمة في جدول البيانات 3 على أنها الطول الموجي المصحح، ثم احسب سرعة الصوت التجريبية المصححة بضرب تردّد الشوكة الرنانة في الطول الموجي المصحح، ثم سجل القيمة الجديدة لسرعة الصوت التجريبية المصححة في جدول البيانات 3. 101 Ministry of Education 2024-1446

الإثراء العلمي فوتوسفير موجات الصوت في الشمس Sound Waves in the Sun تُسمّى دراسة اهتزازات الموجات في الشمس بالسيز مولوجية الشمسية علم زلازل الشمس)، حيث تحدث الموجات التالية طبيعيا في الشمس، وهي: الموجات الصوتية موجات p)، وموجات الجاذبية، وموجات الجاذبية السطحية. وتتكون كل هذه الموجات من جزيئات مهتزة، سببتها قوى مختلفة. وتسبب اختلافات الضغط اهتزاز الجزيئات في الموجات الصوتية. أما اللب منطقة الإشعاع منطقة الحمل كروموسفير تنتقل الموجات الصوتية (موجات p خلال منطقة الحمل في الشمس في الشمس فتنتقل موجات الصوت خلال منطقة الحمل الحراري التي تقع أسفل السطح مباشرة، أو أسفل الفوتوسفير. ولا تنتقل الموجات أطلقت وكالة ناسا عام 1995م المرصد الشمسي (SOHO). وهو الصوتية في خط مستقيم، كما هو موضح في الصورة. قمر اصطناعي يدور حول الأرض، ويستطيع مراقبة الشمس دائما. تقرع كالجرس تسبب موجات الصوت في الشمس اهتزاز السطح تُقاس حركة سطح الشمس من خلال مراقبة انزياح دوبلر في ضوء في الاتجاه القطري، مثل اهتزاز جرس يقرع. فعندما يقرع الجرس الشمس. ويكون للاهتزازات المقيسة أنماط معقدة تساوي مجموع تضرب مطرقة الجرس في مكان واحد، وتنتج موجات موقوفة الموجات الموقوفة كلها في الشمس. ويوجد في الشمس نغمات توافقية و لسطح الشمس موجات موقوفة، رغم أنها لم تنتج عن حدث واحد كالنغمات التي تظهر عند دق الجرس. ويمكن حساب الموجات كبير. ويفترض العلماء بدلاً من ذلك أن العديد من العوائق الصغيرة الموقوفة الفردية وشدتها في الشمس بالتحليل الدقيق. في منطقة الحمل الحراري بدأت منها معظم موجات الصوت في النتائج تزوّد اهتزازات موجات الشمس العلماء بمعلومات تتعلق الشمس، مثل ضجيج الماء المغلي في قدر، إلا أن حجم الفقاعة المتكونة بتركيبها الداخلي؛ وذلك أن كلا من تركيبها ودرجة حرارتها وكثافتها عند سطح الشمس يفوق مساحتي المغرب والعراق معًا، ويصدر عنها يؤثر في انتشار الموجات الصوتية. وقد قدمت نتائج تحليل بيانات القمر الاصطناعي (SOHO) المزيد لفهم عميق حول معدل دوران الشمس موجات صوتية. ويكون الصوت القادم من الشمس منخفضًا جدا بالنسبة لنا؛ إذ إن على صورة دالة رياضية تعتمد على خط العرض والعمق، وعلى درجة الزمن الدوري لنغمة ترددها 440Hz يساوي 5 0.00227، ومتوسط حرارة الشمس وكثافتها أيضًا. وتقارن هذه النتائج بالحسابات النظرية اهتزاز الموجات في الشمس له زمن دوري 5min، فيكون ترددها لتحسين فهمنا للشمس. .f = 0.003 Hz التوسع ولأننا لا نستطيع سماع موجات الصوت الصادرة من الشمس فقد 1. كون فرضية كيف يفرّق العلماء بين حركة سطح الشمس الناجمة عن قاس العلماء حركة سطح الشمس لتعرّف موجاتها الصوتية. ويجب الموجات الصوتية وحركته الناجمة عن دوران الشمس؟ مراقبة الشمس فترات زمنية طويلة؛ لأن موجات الصوت تحتاج إلى 2. التفكير الناقد هل يمكن أن يكون هناك موجات صوتية في نجم آخر مشابه للشمس، لكنه مختلف في حجمــــه، ولهذه ساعتين للانتقال من جانب إلى آخر في الشمس، وهذا يجعل المراقبة الموجات الطول الموجي نفسه الذي لموجات الشمس الصوتية؟ من الأرض صعبة؛ لأنه لا يمكن رؤية الشمس في أثناء الليل. لذا فقد 102 وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

الفصل 3 دليل مراجعة الفصل 3-1 خصائص الصوت والكشف عنه Properties and Detection of Sound المفردات • الموجة الصوتية حدة الصوت • . • علو الصوت مستوى الصوت الديسبل . تأثير دوبلر . المفاهيم الرئيسة • الصوت تغير في الضغط ينتقل خلال مادة على هيئة موجة طولية. لموجة الصوت تردد، وطول موجي، وسرعة، وسعة. كما تنعكس موجات الصوت وتتداخل. سرعة الصوت في الهواء عند درجة حرارة الغرفة (C° 20) تساوي 343m / s. وتزداد سرعة الصوت بزيادة درجة الحرارة m/s 0.6 تقريباً مع كل زيادة 1°C في درجة الحرارة. . تحوّل كواشف الصوت الطاقة التي تحملها موجة الصوت إلى شكل آخر من أشكال الطاقة. وتعد الأذن البشرية كاشفًا حساسًا ذا كفاءة عالية لموجات الصوت. ، يُميّز تردّد موجة صوت من خلال حدته. • يُقاس اتساع ضغط موجة صوت بوحدة الديسبل (dB). يعتمد علوّ الصوت - عندما يُدرَك بالأذن والدماغ ـ على اتساعه. يُعرف تأثير دوبلر بأنه التغير في تردّد موجات الصوت الناتج عن حركة المصدر أو المراقب أو كليهما. ويمكن حسابه بالمعادلة الآتية: fa = = f S S 2- الرنين في الأعمدة الهوائية والأوتار Resonance in Air Columns and Strings المفردات المفاهيم الرئيسة • أنبوب الرنين المغلق ينتج الصوت عن تذبذب جسم في وسط مادي. . أنبوب الرنين المفتوح . التردد الأساسي (النغمة الأساسية) . الإيقاع . معظم الأصوات موجات معقدة، تتكوّن من أكثر من تردّد واحد. يمكن أن يحصل رنين لعمود هواء مع مصدر صوت، مما يزيد سعة تردّد رنينه. يحصل رنين لأنبوب مغلق عندما يكون طوله 4، 3/4 ، 5/4 وهكذا. وتكون ترددات رنينه مضاعفات فردية للتردّد الأساسي. يحصل رنين لأنبوب مفتوح عندما يكون طوله 2 ، 2/ 2 ، 3/2 ، وهكذا. وتكون ترددات رنينه مضاعفات صحيحة للتردّد الأساسي. يكون للوتر المثبت عقدة عند كل طرف ويحدث له رنين عندما يكون طوله مساويا لـ 2/ 3 2 ، 2/2، وهكذا، مثل الأنبوب المفتوح. وتكون تردّدات رنينه مضاعفات صحيحة للتردّد الأساسي. ترددات وشدة الموجات المعقدة الناتجة عن حنجرة شخص تحدّد طابع الصوت الذي يعد خاصية له. . يمكن وصف التردد الأساسي بدلالة الرنين. 103 والتعليم Ministry of Education 2024-1446

الفصل 3 التقويم خريطة المفاهيم 23. أكمل الخريطة المفاهيمية أدناه باستخدام المصطلحات الآتية: السعة الإدراك، حدّة الصوت، السرعة. الصوت الخصائص علو الصوت التردد إتقان المفاهيم 24. ما الخصائص الفيزيائية لموجات الصوت؟(1 - 3) 25. عند قياس زمن الركض لمسافة 100m يبدأ المراقبون عند خط النهاية تشغيل ساعات الإيقاف لديهم عند رؤيتهم دخانًا يتصاعد من المسدس الذي يشير إلى بدء السباق، وليس عند سماعهم صوت الإطلاق. فسّر ذلك. وما الذي يحدث لقياس زمن الركض إذا ابتدأ التوقيت عند سماع الصوت؟ (1 - 3) 26. اذكر نوعين من أنواع إدراك الصوت والخصائص الفيزيائية المرتبطة معهما . 1 - 3) 27. هل يحدث انزياح دوبلر لبعض أنواع الموجات فقط أم لجميع أنواع الموجات؟ (1) - 3) 28. الموجات فوق الصوتية موجات صوتية تردّداتها أعلى من تلك التي تسمع بالأذن البشرية، وتنتقل هذه الموجات خلال الجسم البشري. كيف يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية لقياس سرعة الدم في الأوردة 30. المشاة عند وصول جنود المشاة في الجيش إلى جسر فإنهم يسيرون على الجسر بخطوات غير منتظمة. فسّر ذلك. (2 - 3) تطبيق المفاهيم 31. التقدير لتقدير المسافة بينك وبين وميض برق بالكيلومترات، عُدّ الثواني بين رؤية الوميض وسماع صوت الرعد واقسم على 3. وضح كيف تعمل هذه القاعدة. 32. تزداد سرعة الصوت بمقدار m/s 0.6 لكل درجة سلسیوس عند ارتفاع درجة حرارة الهواء بمقدار درجة واحدة. ماذا يحدث لكل مما يأتي بالنسبة لصوت ما عند ارتفاع درجة الحرارة؟ a. التردد b. الطول الموجي 33. الأفلام انفجر قمر اصطناعي في فيلم خيال علمي؛ حيث سمع الطاقم في مركبة فضائية قريبة من الانفجار صوته وشاهدوه فورًا. إذا أُختِرتَ مستشارًا فما الخطآن الفيزيائيان اللذان تلاحظهما ويتعين عليك تصحيحها ؟ 34. الانزياح نحو الأحمر لاحظ الفلكيون أن الضوء القادم من المجرات البعيدة يبدو مزاحًا نحو الأحمر أكثر من الضوء القادم من المجرات القريبة. فسّر لماذا استنتج الفلكيون أن المجرات البعيدة تتحرك مبتعدة عن الأرض، اعتمادًا على الشكل 17 للطيف المرئي. 7x10-7 m - 4×10-7 m 6x10-7 m 5x10-7 m | الشكل 17-3 أو الشرايين؟ وضح كيف تتغير الموجات لتجعل هذا 35. يبلغ مستوى صوت dB 40. هل تغير ضغطه أكبر القياس ممكنا. (1 - (3) 29. ما الضروري لتوليد الصوت وانتقاله؟ (2) - 3) 100 مرة من عتبة السمع، أم 40 مرة؟ 104 وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

36. إذا ازدادت حدة الصوت فما التغير الذي يحدث لكل مما يأتي؟ a. التردد C. سرعة الموجة b. الطول الموجي d. سعة الموجة 37. تزداد سرعة الصوت بازدیاد درجة الحرارة. هل تزداد حدة صوت أنبوب مغلق عند ارتفاع درجة حرارة الهواء أم تقل؟ افترض أن طول الأنبوب لا يتغير. 38. يولّد أنبوب مغلق نغمة معينة، فإذا أُزيلت السدادة من نهايته المغلقة ليصبح مفتوحًا فهل تزداد حدة الصوت أم تقل؟ إتقان حل المسائل 3-1 خصائص الصوت والكشف عنه تقويم الفصل 3 الزمن الذي يحتاج إليه الصدى للعودة إلى الكاميرا، كما يبين الشكل 18-3. ما الزمن الذي تحتاج إليه موجة الصوت حتى تعود إلى الكاميرا إذا كان بعد الجسم عنها يساوي 3.00m؟ -3.00 m | الشكل 18-3 .45. إذا كان الطول الموجي لموجات صوت ترددها Hz 10×2.40 في ماء نقي هو 3.30m فما سرعة الصوت في هذا الماء؟ 39. إذا سمعت صوت إطلاق قذيفة من مدفع بعيد بعد .46 . ينتقل صوت تردّده 442Hz خلال قضيب حديد. 5.0s من رؤيتك للوميض فما بعد المدفع عنك؟ أوجد الطول الموجي لموجات الصوت في الحديد. 40. إذا صحت في وادٍ وسمعت الصدى بعد 3.0، فما 47. الطائرة النفاثة يعمل موظف في المطار بالقرب مقدار عرض الوادي؟ .41. إذا انتقلت موجة صوت تردّدها Hz 4700 في قضيب فولاذي، وكانت المسافة بين التضاغطات المتتالية هي m 1.1، فما سرعة الموجة؟ 42. الخفافيش يُرسل الخفاش موجات صوتية طولها الموجي mm 3.5. ما تردد الصوت في الهواء؟ 43. ينتقل صوت تردده 2616 خلال ماء درجة حرارته 25. أوجد الطول الموجي لموجات من طائرة نفاثة على وشك الإقلاع، فتأثر بصوت مستواه dB 150. a إذا وضع الموظف أداة حماية للأذن تخفض مستوى الصوت إلى حد صوت النشيد الوطني المدرسي فما مقدار الانخفاض في المستوى؟ b. إذا سمع الموظف صوتًا مثل الهمس لا يكاد يُسمع إلا بصعوبة فما الذي يسمعه شخص لا يضع أداة الحماية على أذنيه ؟ الصوت في الماء. (لا) تخلط بين الموجات الصوتية 48. النشيد تُنشد فرقة نشيد بصوت مستواه dB 80. المتحركة خلال الماء والموجات السطحية المتحركة فيه). 44. التصوير الفوتوجرافي تحدّد بعض الكاميرات بعد الجسم عن طريق إرسال موجة صوت وقياس ما مقدار الزيادة في ضغط الصوت لفرقة أخرى تنشد بالمستويات الآتية؟ 100 dB .a 120 dB.b 105 وارفت عليم Ministry of Education 2024-1446

تقويم الفصل 3 49. يهتز ملف نابضي للعبة بتردد Hz 4.0 بحيث تظهر موجات موقوفة بطول موجي 0.50m. ما سرعة انتشار الموجة؟ 50. يجلس مشجع في مباراة كرة قدم على بعد m 152 من حارس المرمى في يوم دافئ درجة حرارته C° 30. احسب مقدار a سرعة الصوت في الهواء عند درجة حرارة C° 30. b. الزمن الذي يحتاج إليه المشجع ليسمع صوت ضرب الكرة بعد مشاهدته ركل الحارس لها . .51. وقف شخص على بُعد d من جرف صخري، كما يبين الشكل .19-3. فإذا كانت درجة الحرارة C° 15، وصفّق الشخص بيديه فسمع صدى الصوت بعد s 2.0، فما بعد الجرف الصخري؟ الشكل 19- (الرسم ليس بمقياس رسم) 52. التصوير الطبي تستخدم موجات فوق صوتية بتردّد MHz 4.25 للحصول على صور للجسم البشري. عة الصوت في الجسم مماثلة لسرعته km / s 1.50، فما الطول الموجي فإذا كانت سر في الماء المالح وهي لموجة ضغط تردّدها MHz 4.25 في الجسم ؟ 53. السونار تمسح سفينة قاع المحيط بإرسال موجات 106 الثاني عن الصخور تحت الطين بعد s 2.36. فإذا كانت درجة حرارة ماء المحيط C° 25، وسرعة الصوت في الطين m/s 1875، فاحسب ما يأتي: سُمك طبقة الطين. a. عمق الماء. t = 1.74 s t = 2.36 s ماء البحر طين صخور الشكل 200 الرسم ليس بمقياس رسم) .54. تتحرك سيارة إطفاء بسرعة m/s 35 ، عة 35m / s، وتتحرك حافلة أمام سيارة الإطفاء في الاتجاه نفسه بسرعة m/s 15. فإذا انطلقت صفارة إنذار سيارة الإطفاء بتردد 3272 فما التردّد الذي يسمعه سائق الحافلة؟ 55. يتحرك قطار في اتجاه مراقب صوت، وعندما كانت سرعته 31m s انطلقت صفارته بتردد Hz 305. ما التردد الذي يستقبله المراقب في كل حالة مما يأتي: a. المراقب ثابت. b. المراقب يتحرك في اتجاه القطار بسرعة m/s 21.0. 56. إذا تحرك القطار في المسألة السابقة مبتعدا عن المراقب فما التردد الذي يستقبله الكاشف في كل حالة مما يأتي: a. المراقب ثابت. b. المراقب يتحرك مبتعدا عن القطار بسرعة 21.0m/s. سونار مباشرة من السطح إلى أسفل سطح الماء، كما 2- الرنين في الأعمدة الهوائية والأوتار يبين الشكل 20-3. وتستقبل السفينة الانعكاس 57. أنبوب في وضع رأسي مملوء بالماء وله صنبور عند الأول عن الطين عند القاع بعد زمن مقداره s 1.74 من إرسال الموجات. ويصل الانعكاس قاعدته، وتهتز شوكة رنانة فوق طرفه العلوي. فإذا شمع رنين عند تخفيض مستوى الماء في الأنبوب بمقدار وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

تقويم الفصل 3 cm 17، وسمع رنين مرة أخرى عند تخفيض مستوى 65. إذا كانت سعة موجة ضغط خلال محادثة عادية 0.020Pa، الماء عن فوهة الأنبوب بمقدار cm 49، فما تردّد الشوكة الرنانة ؟ كأنه 58. السمع البشري القناة السمعية التي تؤدي إلى طبلة الأذن عبارة عن أنبوب مغلق طوله 3.0cm. أوجد القيمة التقريبية لأقل تردّد رنين. أهمل تصحيح النهاية. 59. إذا أمسكت قضيب ألومنيوم طوله 1.2m من منتصفه وضربت أحد طرفيه بمطرقة فسيهتز أنبوب مفتوح، ويكون هناك بطن ضغط عند مركز القضيب؛ بسبب توافق بطون الضغط لعقد الحركة الجزيئية. فإذا كانت سرعة الصوت في الألومنيوم 5150ms فما أقل تردّد اهتزاز للقضيب؟ a. فما القوة المؤثرة في طبلة أذن مساحتها 0.52cm2؟ b. إذا انتقلت القوة نفسها التي في الفرع a كاملة إلى العظام الثلاثة في الأذن الوسطى، فما مقدار القوة التي تؤثر بها هذه العظام في الفتحة البيضية؛ أي الغشاء المرتبط مع العظمة الثالثة؟ علما بأن الفائدة الميكانيكية لهذه العظام 1.5 c. ما مقدار الضغط الإضافي الذي انتقل إلى السائل الموجود في القوقعة نتيجة تأثير هذه القوة، إذا كانت مساحة الفتحة البيضية cm 0.026؟ مراجعة عامة 60. إذا أنتج أنبوب مفتوح نغمة تردّدها Hz 370 فما 66. أنبوب مفتوح طوله m 1.65. ما نغمة التردّد الأساسي تردّدات الإيقاعات الثاني، والثالث، والرابع المصاحبة لهذ التردّد؟ 61. إذا أنتج أنبوب مغلق نغمة تردّدها Hz 370 فما تردّد أقل ثلاثة إيقاعات يُنتجها هذا الأنبوب؟ .62 ضُبط وتر طوله 65.0cm لينتج أقل تردّد، ومقداره 2 196. احسب مقدار a. سرعة الموجة في الوتر. b. الترددين الآتيين لرنين هذا الوتر. 3- 63. يمثل الشكل -21- أنبوبا بلاستيكيا مموجًا مرنا طوله m 0.85. وعندما يتأرجح ينتج نغمة تردّدها يماثل أقل تردّد يُنتجه أنبوب مفتوح له الطول نفسه. ما تردّد النغمة؟ التي ينتجها في الهيليوم عند درجة حرارة C ؟ 67. يطير طائر نحو رائد فضاء على كوكب مكتشف حديثًا بسرعة 19.5m/s ، ويُغرّد بحدّة مقدارها 954. فإذا سمع الرائد النغمة بتردد H2 985 فما سرعة الصوت في الغلاف الجوي لهذا الكوكب؟ 68. إذا ألقيت حجرًا في بئر عمقهـا m 122.5 كما في الشكل 22-3، فبعد كم ثانية تسمع صوت ارتطام الحجر بقاع البئر؟ 122.5 m 0.85 m الشكل 21-3 64. إذا تأرجح الأنبوب في المسألة السابقة بسر رعة أكبر منتجًا نغمة حدّتها أعلى، فما التردد الجديد؟ الشكل 22-3 69. تستخدم سفينة موجات السونار بتردد 22.5KHz. فإذا كانت سرعة الصوت في ماء البحر / 1533m 107 وات تعليم Ministry of Education 2024-1446

تقويم الفصل 3 فما مقدار التردّد الذي يصل السفينة بعد انعكاسه 72. إعداد الرسوم البيانية افترض أن تردّد بوق سيارة عن حوت يتحرك بسرعة m/s 4.15 مبتعدا عن السفينة؟ افترض أن السفينة ساكنة. 70. يتحرك قطار نحو نفق بسرعة m/s 37.5، ويصدر صوتًا بتردد 3272، فيرتد الصوت من فتحة النفق. يساوي 300Hz عندما كانت السيارة ثابتة، فكيف يكون الرسم البياني للعلاقة بين التردّد والزمن عندما تقترب السيارة منك ثم تتحرك مبتعدة عنك؟ صمّم مخططاً تقريبيًا للمسألة. ما تردّد الصوت المنعكس الذي يُسمع في القطار، 73. حلّل واستنتج صف كيف تستخدم ساعة إيقاف لتقدر علما بأن سرعة الصوت في الهواء كانت m/s 343؟ تلميح: حل المسألة في جزأين، افترض في الجزء الأول أن النفق مراقب ثابت واحسب التردّد. ثم افترض في الجزء الثاني أن النفق مصدر ثابت، واحسب التردد المقيس في القطار. التفكير الناقد 71. إنشاء الرسوم البيانية واستخدامها يبين الجدول 2-3 الأطوال الموجية لموجات صوتية ناتجة عن مجموعة من الشوكات الرنانة عند تردّدات معينة. سرعة عة الصوت إذا كنت على بعد 200m من حفرة ملعب جولف، وكان مجموعة من اللاعبين يضربون كراتهم. هل يكون تقديرك لسرعة الصوت كبيرًا جدًّا أم صغيرًا جدًا؟ 74. تطبيق المفاهيم وجد أن تردّد موجة ضوء قادمة من نقطة على الحافة اليسرى للشمس أكبر قليلاً من تردّد الضوء القادم من الجهة اليمنى. علام يدل هذا بالنسبة لحركة الشمس اعتمادًا على هذا القياس؟ الكتابة في الفيزياء .a مثل بيانيا العلاقة بين الطول الموجي والتردّد 75. ابحث في استخدام تأثير دوبلر في دراسة الفلك. كيف يستخدم في الكشف عن الكواكب حول النجوم، (المتغير المضبوط). ما نوع العلاقة التي يبينها الرسم البياني؟ و دراسة حركة المجرّات؟ b. مثل بيانيا العلاقة بين الطول الموجي ومقلوب مراجعة تراكمية التردّد (f(1) . ما نوع العلاقة التي يبينها الرسم 76. ما سرعة الموجات المتولّدة في وتر طوله 60.0cm، إذا البياني؟ حدّد سرعة الصوت من الرسم البياني. الجدول 2-3 نقر في منطقة الوسط فأنتج نغمة ترددها Hz 440؟ (الفصل 2) وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446 الشوكات الرنانة الطول الموجي (m) التردد (2) 131 2.62 147 2.33 165 2.08 196 1.75 220 1.56 247 1.39 108

اختبار مقنن أسئلة اختيار من متعدد اختر الإجابة الصحيحة فيما يأتي: 1. ينتقل الصوت من مصدره إلى الأذن بسبب: .2 A تغير ضغط الهواء. B الاهتزاز في الأسلاك أو الأوتار. C D سمع الموجات الكهرومغناطيسية. الموجات تحت الحمراء. ـد أثناء سباحته نغمة وصلت إلى أذنه خالد بتردد Hz 327 عندما كان تحت الماء. فما الطول الموجي للصوت الذي يسمعه ؟ افترض سرعة الصوت في الماء 5. ينتقل صوت بوق سيارة في الهواء بسرعة m / s 351. فإذا كان تردّد الصوت 298 فما طوله الموجي؟ 1.18 m 1.05 × 105 m C 9.93 × 10-4 m A D 0.849 m B الأسئلة الممتدة 6. يبين الشكل أدناه طول عمود الهواء في حالة الرنين الأول لعمود هواء مغلق، فإذا كان تردد الصوت H2 488 فيا سرعة الصوت؟ L = 16.8cm 2.19 × 10 m -1 C (1493 m/s 2.19 nm A 4.88 × 10-5 m D 4.57m B 3. يجذب صوت بوق سيارة انتباه مراقب ثابت. فإذا كانت السيارة تقترب من المشاهد بسرعة km/h 60.0، وتردّد صوت البوق 512 ، فما تردّد الصوت الذي يسمعه المراقب؟ افترض سرعة الصوت في الهواء تساوي سجل حساباتك (343 m/s 538 Hz C 488 Hz A 600 Hz D 512 Hz B إرشاد يطلب إليك في أغلب الاختبارات الإجابة عن عدد كبير من الأسئلة في زمن قليل . سجّل حساباتك وملاحظاتك حيثما كان ذلك ممكنا. وأجر الحسابات كتابيًا لا ذهنيًا، ثم خطا تحت الحقائق المهمة في العبارات والأشكال 4. تبتعد سيارة بسرعة km/h 72 عن صافرة ثابتة، كما ضع هو موضح في الشكل أدناه. فإذا انطلقت الصافرة وأعد قراءتها، ولا تحاول حفظها. بتردد Hz 67 فما تردّد الصوت الذي يسمعه السائق؟ افترض سرعة الصوت في الهواء s/ m/s 343) 109 وارفت عليم Ministry of Education 2024-1446 果 647 Hz C 543 Hz A 698 Hz D 620 Hz B ע صوت +X سيارة 0