شبكات جورومودا
مقالات حول انكسار الموجات
إحدى خصائص الموجات هي الانكسار. يحدث الانكسار عندما تنتقل موجة كانت تنتقل في الأصل عبر وسط ما إلى وسط آخر مختلف. على سبيل المثال، تنتقل موجة صوتية في البداية عبر الهواء ثم تصطدم بجدار، فينعكس جزء منها وينكسر جزء آخر. يعني الانكسار أن الموجات الصوتية تُمتص أو تُنقل عبر الجدار، لكن اتجاه انتشارها يتغير. ويحدث هذا التغير في اتجاه الانتشار نتيجة لتغير سرعة الموجة الصوتية عند دخولها وسطًا مختلفًا عن الوسط السابق.
مقالات حول صيغة التعريف وأنواع الموجات الميكانيكية
تعريف الموجات الميكانيكية
إذا أمسكتَ أحد طرفي الحبل وحركته لأعلى ولأسفل، ستظهر موجة تنتشر على طول الحبل. أو إذا أسقطتَ حجراً في الماء، ستظهر موجات على سطحه. يتحرك الحبل والماء لأعلى ولأسفل فقط، ولا يتحركان أفقياً. الموجات على الحبل والموجات في الماء أمثلة على الموجات الميكانيكية.
الموجات الميكانيكية هي موجات تنتقل عبر وسط ما. ومن أمثلتها الموجات على الحبال أو الأوتار، والموجات في الماء، والموجات الصوتية التي تنتشر في الهواء، وموجات الزلازل التي تنتشر في التربة. يمكن للموجات أن تنتقل لمسافات طويلة عندما يكون الوسط الذي تهتز فيه الموجات حول نقطة التوازن.
تعريف التأمل وأمثلة عليه في الحياة اليومية
من خصائص الأمواج انعكاسها. تنتشر أمواج مياه البحر في البحر، وعندما تصطدم بصخرة تنعكس الموجة، وكذلك موجة الماء في حوض الاستحمام عندما تصطدم بجدار، إذ تنعكس الموجة باتجاه الاتجاه الذي أتت منه.
من أمثلة انعكاس الموجات الصوتية الصدى والتردد. يحدث الصدى عندما ينعكس الصوت أثناء استمرار مصدره في إصدار الصوت. عادةً ما يحدث الصدى في الأماكن المغلقة. أما التردد فيحدث عندما ينعكس الصوت بعد توقف مصدره عن إصدار الصوت. يحدث الصدى عادةً في الأماكن المفتوحة ولا يسبب إزعاجًا، بينما يكون التردد مزعجًا في كثير من الأحيان، لأنه على سبيل المثال، عندما يتحدث شخص ما في غرفة مغلقة، يتسبب انعكاس صوته عن الجدران في تشويش كلامه. وللتغلب على هذه المشكلة، غالبًا ما تُركّب مخمدات اهتزاز هوائية على جدران الأماكن المغلقة، مثل قاعات المحاضرات أو استوديوهات الموسيقى، تعمل على نقل الصوت ومنع انعكاسه.
مقالات حول التيار الكهربائي، الشحنة الكهربائية، المجال المغناطيسي، القوة المغناطيسية
في عام 1819، اكتشف العالم الدنماركي هانز كريستيان أورستد (1777-1851) العلاقة بين المغناطيسية والتيارات الكهربائية أو الشحنات المتحركة. ووجد أنه عندما تكون إبرة البوصلة قريبة من سلك كهربائي موصول بالتيار، فإنها تنحرف. وعندما لا يكون هناك تيار كهربائي، تشير إبرة البوصلة إلى الشمال.
إبرة البوصلة عبارة عن مغناطيس، لذا يمكن تحريكها بواسطة قوة مغناطيسية. من أين تأتي هذه القوة المغناطيسية (F)؟ يوجد بالقرب من إبرة البوصلة سلك يحمل تيارًا كهربائيًا، وبالتالي فإن القوة المغناطيسية ناتجة عن هذا التيار.
العازل الكهربائي هو مادة عازلة تفصل بين لوحي أو طبقتي الموصل في المكثف. العوازل هي مواد لا توصل التيار الكهربائي، مثل البلاستيك والزجاج والورق والخشب. وظيفة العازل الكهربائي هي زيادة سعة المكثف، مما يسمح له بتخزين المزيد من الشحنة الكهربائية والطاقة الكامنة.
يعمل المكثف بكفاءة إذا لم تتلامس لوحتاه الموصلتان، فلا تنتقل الشحنة الكهربائية من إحداهما إلى الأخرى. وبالمثل، لمنع انتقال الشحنة الكهربائية من الموصل إلى الهواء، يجب أن يكون الفراغ بين الموصلين خاليًا. في موضوع المكثف ذي اللوحين المتوازيين، نوقشت سعة المكثف ذي اللوحين المتوازيين المفصولين بفراغ. تكون سعة المكثف في الفراغ محدودة، لذا لزيادة السعة، يُوضع عازل كهربائي بين اللوحين.
يتكون المكثف من لوحين موصلين، ويفصل بينهما مادة عازلة. في البداية، يكون الموصلان متعادلين كهربائيًا. لكي يعمل المكثف، يجب أن يكون كل لوح من لوحي الموصل مشحونًا كهربائيًا، بحيث تكون كمية الشحنة الكهربائية في كل موصل متساوية ولكنها مختلفة في النوع. لنفترض أن أحد الموصلين المشحونين Q = +10 كولوم ، والآخر Q = -10 كولوم. يؤدي وجود نفس الشحنة الكهربائية الكبيرة ولكن من نوع متعاكس في كلا الموصلين إلى توليد مجال كهربائي بين لوحي الموصل، حيث يكون اتجاه المجال الكهربائي من الشحنة الموجبة إلى الشحنة السالبة. بالإضافة إلى ذلك، يوجد أيضًا فرق في الجهد الكهربائي بين الموصلين، حيث يكون الجهد الكهربائي للموصلات المشحونة إيجابًا أعلى، بينما يكون الجهد الكهربائي للموصلات المشحونة سلبًا أقل.
للمكثف سعة محددة. إذا لم تتوفر السعة المطلوبة، يمكن توصيل مكثفين أو أكثر للحصول عليها. ولتوصيل المكثف بشكل صحيح، يلزم معرفة جيدة بدائرة المكثف. 🙂
قبل دراسة مكثف لفهم الدائرة الكهربائية، يجب أولاً فهم الرموز التالية. يُمثل الخطان الرأسيان في رمز المكثف موصلين في مكثف ذي لوحين متوازيين. في رمز البطارية، يُمثل الخط الرأسي الأطول جهدًا عاليًا (+)، بينما يُمثل الخط الرأسي الأقصر جهدًا منخفضًا (-). أما الخط الأفقي في كل من رمز المكثف ورمز البطارية فيُمثل الكابل.
يمكن لكأس صغير أن يحتوي على كمية قليلة من الماء، بينما يمكن لكأس كبير أن يحتوي على كمية أكبر. كلما زاد حجم الكأس، زادت كمية الماء التي يمكن أن يحتويها. لذا، لكل كأس سعة أو حجم يحدد قدرته على احتواء الماء. ومثل الزجاج، يمكن للمكثفات أيضًا تخزين الشحنات الكهربائية والطاقة الكامنة الكهربائية. وتُسمى سعة المكثف لتخزين الشحنات الكهربائية والطاقة الكامنة الكهربائية بالسعة الكهربائية.
العوامل المؤثرة على السعة الكهربائية
تتحدد سعة الكأس لاحتواء الماء بحجم الكأس. ماذا عن المكثفات، ما الذي يحدد سعة المكثف لتخزين الشحنة الكهربائية؟
إضافةً إلى الكميات الأساسية والمشتقة، يمكن تقسيم الكميات الفيزيائية إلى نوعين آخرين، هما الكميات القياسية والكميات المتجهة. فالكميات مثل الكتلة والمسافة والزمن والحجم هي كميات قياسية، أي أنها تمتلك مقدارًا فقط دون اتجاه. أما الكميات ذات المقادير مثل الإزاحة والسرعة والتسارع والقوة فهي كميات متجهة، أي أنها تمتلك مقدارًا واتجاهًا.
أ. الفرق بين الكمية القياسية والكمية المتجهة
إذا قلتَ إن كتلة كرة ما هي 400 غرام، فهذا يكفي لمعرفة كتلتها. لا تحتاج إلى تحديد اتجاهها. وينطبق الأمر نفسه على الزمن، ودرجة الحرارة، والحجم، والكثافة، وغيرها. فهناك العديد من الكميات الفيزيائية التي لا يمكن التعبير عنها بالمقدار فقط. فإذا قلتَ إن طفلاً تحرك مسافة 100 متر، فهذا غير كافٍ. قد تسأل: أين تحرك؟ هل اتجه شمالاً، أم جنوباً، أم شرقاً، أم غرباً؟ كذلك، إذا قلتَ إنك تدفع الطاولة بقوة 200 نيوتن.
عندما ينتقل جسم من مكان إلى آخر، فإنه يحتاج إلى فترة زمنية محددة. رمز الزمن هو t (الزمن). وحدة الزمن في النظام الدولي للوحدات هي الثانية (ثانية).
المسافة هي طول المسار الذي يسلكه جسم ما. المسافة كمية قياسية، أي أنها لا تعتمد على الاتجاه. رمز المسافة هو d ووحدتها في النظام الدولي للوحدات هي المتر (م).