تولید امواج عرضی با استفاده از ماشین موج‌ساز

دستگاه موجی که در شکل دیده می‌شود برای نشان دادن امواج عرضی استفاده‌شده است. در این دستگاه میله‌های بلند در فاصله‌های منظم به یک نوار مرکزی وصل هستند.

fanamouz-fanamouz-chistaa05-2-1با کج کردن اولین میله، به نوار مرکزی نوسانی وارد می‌شود.fanamouz-chistaa05-2-2

سپس یک موج عرضی مکانیکی در طول میله مرکزی با سرعت ثابت به حرکت درمی‌آید.

fanamouz-chistaa05-2-3انواع مختلف امواج مکانیکی را می‌توان با در نظر گرفتن چگونگی رابطه بین حرکات ذره‌های ماده با راستای انتشار خود، از هم تمییز داد. اگر مانند این ماشین موج، حرکت ذرات ماده حامل موج، بر راستای انتشار موج عمود باشد، در این صورت یک موج عرضی خواهیم داشت.

fanamouz-chistaa05-2-4اگر میله‌های انتهایی ماشین موج ساز آزاد باشند و بتواند آزادانه حرکت کنند، وقتی تپ به آن‌ها می‌ترسد، می‌تواند آن‌ها را در جهت خود به حرکت دربیاورد. لذا در اینجا انتهای ماشین موج مانند چشمه‌ی موجی عمل می‌کند که در ماشین موج تپی در جهت تپ تابشی ایجاد می‌کند که در خلاف جهت آن در ماشین موج منتشر می‌شود. بنابراین در انتهای آزاد برجستگی به‌صورت برجستگی و فرورفتگی به‌صورت فرورفتگی، بازتاب می‌شود. شکل‌های زیر مراحل برخورد یک موج به مرز نرم (انتهای آزاد) را نشان می‌دهد.

fanamouz-chistaa05-2-5
موج بعد از برخورد با دامنه‌ای در همان جهت دامنه موج ورودی منعکس می‌شود.fanamouz-chistaa05-2-6

اگر آخرین میله ماشین را بگیریم تا نتواند حرکت کند دامنه موج بازتاب شده عکس دامنه ورودی خواهد بود؛ یعنی انتهای ثابت، در بازتاب تپ، مانند یک چشمه موج عمل می‌کند و یک تپ در خلاف جهت تپ تابشی (فرودی) در ماشین موج ایجاد می­‌کند که برجستگی را به فرورفتگی و فرورفتگی را به برجستگی تبدیل می‌کند. شکل زیر برخورد یک موج به مرز سخت (انتهای ثابت) را نشان می‌دهد.

fanamouz-chistaa05-2-7موج بعد از برخورد با دامنه‌ای عکس دامنه ورودی منعکس می‌‌شود.

fanamouz-chistaa05-2-8

فیلم آزمایش را در ویدئو زیر مشاهده کنید.

برای دانلود فیلم‌، بر روی آن کلیک راست کنید و از منویی که نمایش داده می‌شود گزینه‌ی “Save video As”را انتخاب کنید.