عند وصل نابضين مختلفي السمك وتوليد نبضة في النابض الأكبر سمكاً، وعند الحد الفاصل بين النابضين تنتقل الموجة كاملة إلى الموجة الأقل سمكاً

حل سؤال: عند وصل نابضين مختلفي السمك وتوليد نبضة في النابض الأكبر سمكاً، وعند الحد الفاصل بين النابضين تنتقل الموجة كاملة إلى الموجة الأقل سمكاً

• اجابة السؤال هي: خطأ.

شرح الإجابة :

عندما نتحدث عن حركة الموجات في الأوساط المادية، مثل النوابض، يجب أن نضع في الاعتبار مبادئ أساسية تتعلق بالطاقة وكيفية انتقالها. في الحالة التي ذكرتها، حيث يتم وصل نابضين مختلفين في السمك، وتنتقل نبضة من النابض الأكبر سمكًا إلى النابض الأقل سمكًا، فإن ما يحدث عند نقطة الاتصال بينهما ليس انتقالًا كاملاً للموجة.

لتوضيح الأمر، تخيل أنك تمسك بحبلين مختلفين في السماكة وربطتهما ببعض. ثم قمت بتحريك الطرف السميك من الحبل لإحداث موجة. عندما تصل هذه الموجة إلى نقطة الربط، فإن جزءًا منها سينتقل إلى الحبل الرفيع، بينما سينعكس الجزء الآخر عائدًا إلى الحبل السميك. هذه الظاهرة تحدث بسبب اختلاف الممانعة بين الحبلين. الممانعة هنا تعبر عن مقاومة الوسط لانتشار الموجة فيه.

وبنفس المفهوم، في حالة النوابض، يلعب السمك دورًا في تحديد الممانعة. النابض الأكبر سمكًا يمتلك ممانعة أكبر، مما يعني أنه يقاوم حركة الموجة فيه بصورة أكبر من النابض الأقل سمكًا. وعندما تصل الموجة إلى نقطة الاتصال، فإن جزءًا من طاقتها سينتقل إلى النابض الأقل سمكًا على شكل موجة منتقلة، والجزء الآخر سيرتد عائدًا إلى النابض الأكبر سمكًا على شكل موجة منعكسة.

لكن لماذا لا تنتقل الموجة بأكملها؟ السبب يكمن في قانون انحفاظ الطاقة. الطاقة الكلية للموجة الأصلية يجب أن تبقى ثابتة. عندما تنتقل الموجة إلى النابض الأقل سمكًا، فإنها ستتغير في السعة و الطول الموجي للحفاظ على الطاقة الكلية. إذا انتقلت الموجة بأكملها، فإن ذلك يعني أن الطاقة زادت، وهو أمر غير ممكن.

في الواقع، الموجة المنتقلة في النابض الأقل سمكًا ستكون ذات سعة أكبر من الموجة الأصلية في النابض الأكبر سمكًا، وذلك لأن النابض الأقل سمكًا أسهل في الاهتزاز. ومع ذلك، فإن طاقتها ستكون أقل من طاقة الموجة الأصلية، وذلك لأن جزءًا من الطاقة قد انعكس.

من ناحية أخرى، الموجة المنعكسة ستكون ذات سعة أقل من الموجة الأصلية، وقد تكون معكوسة الطور اعتمادًا على العلاقة بين ممانعة النابضين. انعكاس الطور يعني أن القمة تتحول إلى قاع، والعكس صحيح.

لذا، الخلاصة هي أن انتقال الموجة بين نابضين مختلفين في السمك ليس انتقالًا كاملاً، بل هو عملية معقدة تتضمن انتقال جزء من الطاقة وانعكاس الجزء الآخر، مع تغير في سعة وطول الموجة للحفاظ على الطاقة الكلية. هذا السلوك الموجي يظهر أيضًا في ظواهر أخرى مثل انتقال الضوء بين وسطين مختلفين في الكثافة. فكر في الأمر كموجة تصطدم بحاجز، جزء سينعكس وجزء سيمر.