مقدمة عن الموجات

بسم الله الرحمن الرحيم

مقدمة عن الموجات:-

بعض المصطلحات الهامة:-

1-التردد: هو عدد الإهتزازات فى الثانية الواحدة.

الموجات الطولية: هى موجات ميكانيكية لا تنتقل إلا فى الأوساط المادية و تتكون من التضاغطات و التخلخلات مثل موجات الصوت.

2-التضاغط: هو منطقة من الموجات الطولية تكون عندها اكبر كثافة لجزيئات الوسط.

3-التخلخل:هو منطقة من الموجات الطولية تكون عندها اقل كثافة لجزيئلت الوسط.

4-الطول الموجى لموجة طولية: هو المسافة بين مركزى تضاغطين متتاليين او مركزى تخلخلين متتاليين.

الإزاحة: هى البعد بين موضع سكون الموجة و نقطة ما فى لحظة ما.

السعة : هى اقصى إزاحة للجسم المهتز....

أولاَ :- موجات الصوت:

موجات الصوت هى عبارة عن موجات ميكانيكية طولية تنتقل فى الأوساط المادية 

ولا تنتقل فى الفراغ.

وتنتقل موجات الصوت عن طريق إهتزاز جزيئات الوسط فى نفس خط إنتشار الموجة على هيئ كرات متحدة المركز.. 

و للصوت الخصائص الموجية الأتية:-

1-يحدث له إنعكاس 

2-يحدث له إنكسار

3-يحيد عن إتجاهة

4-تتداخل موجاته 

و سوف نتطرق إلى كل خاصية على حدة .

1-الإنعكاس:-

هو إرتداد موجات الصوت عندما تقابل سطحاَ عاكساَ ( سطح مستو صلب و أملس) و ينعكس ايضاَ على شكل كرات متحدة المركز.. و للإنعكاس قانونان هما:-

1) زاوية السقوط= زاوية الإنعكاس .

2)زاوية السقوط و زاوية الإنعكاس و العمود المقام من نقطة على السطخ العاكس على نفس المستوى .

2-الإنكسار:-

هو تغير إتجاه إنتشار الموجات الصوتية نتيجة لتغير سرعتها بتغير الكثافة..

قانون الإنكسار :- النسبة بين زاوية السقوط و زاوية اإنكسار تساوى النسبة بين السرعة فى الوسط الأول (V1) و السرعة فى الوسط الثانى (V2) ..

3-الحيود:- 

هو تغير إتجاه إنتشار الموجة (فى نفس الوسط) عندما تقابل حافة حائل او تمر بفتحة ضيقة..

التداخل:-

 هو تراكب عدد من الموجات لها نفس التردد و الطول الموجى و سعة الإهتزازة.. و ينتج عنه إما تقوية فى الصوت او ضعف فى الصوت..

تحدث التقوية عندما يتم تراكب التضاغط من احد الموجات إلى التضاغط من الأخرى او نفس العملية مع التخلخلات...

يحدث الضعف عندما يتراكب تضاغط من احد الموجات مع تخلخل من الموجة الاخرى...

الليزر

الليزر (بالانجليزية LASER) هو تكبيرالضوء بالانبعاث المستحث (Light amplification by Stimulated Emission of Radiation).
علينا قبل شرح الليزر ان نشرح الانبعاث المستحث (Stimulated Emission ).

الانبعاث المستحث : هو انبعاث فوتون طاقته E=hf حيث h ثابت بلانك و f تردد الفوتون اذا مر فوتون له نفس الطاقة بذرة مثارة لمستوى طاقة طاقته E=hf فتعود الذرة للاستقرار و يخرج فوتون بنفس الطاقة موازيا للفوتون الاخر .

الان بعد شرح الانبعاث المستحث ننتقل عناصر الليزر.

1-وجود وسط فعال.

2-مصدر طاقة.

3-تجويف رنينى.

                                                                                                                                                                 

الوسط الفعال:- هو الوسط او المادة الفعالة لانتاج الليزر (بلورات صلبة مثل الياقوت - سوائل مثل الصبغات العضوية المذابة فى الماء - غازات مثل خليط من غازى الهليوم و النيون - من اشباه الموصلات مثل السيلبكون ).

مصدر طاقة :- المسئول عن اكساب الذرات او ايونات الوسط الفعال الطاقة لاثارتها ( طاقة كهربية - طاقة ضوئية -

 طاقة حرارية - طاقة كيميائية ).

التجويف الرنينى :- الوعاء الحاوى و المنشط لعملية التكبير و يتكون من مراتين متوازيتين احدهما شبه منفذة .

                                                                                                                                                                  

اساس الفعل الليزرى:::-

تبنى ظرية عمل الليزر على الوصول بذرات الوسط الفعال الى حالة الاسكان المعكوس (Population Inversion )

و هى الحالة التى يكون فيها عدد الذرات -المثارة بمصدر الطاقة - فى  المستويا ت العليا للطاقة اكثر من المستويات الدنيا حتى تتهيأ فوتونات الانبعاث المستحث من تضخيم عددها ذهابا و ايابا خلال الوسط الفعال فتخرج الفوتونات و تنعكس عدة انعكاسات بين مرايا التجويف الرنينى حتى تتضخم الى عدد هائل من الفوتونات فتخرج نبضة من الليزر فى صورة اشعة متوازية ..

شاركونا صفحتنا على الفيس بوك::https://www.facebook.com/2day.sci.mag

مخططات فاينمان Feynman Diagrams

يعتبر مخطط فاينمان من اهم الرسوم التوضيحية فى نظرية الحقل الكمومى لتوضيح و تمثيل تصادم الجسيمات و القوى الاساسية فى الطبيعة .
و فيما يلى شرح للمخطط الخاص بالقوى الاساسية فى الطبيعة.

فى المخطط الاول من ناحية اليسار يوضح القوى الكهرومغناطيسية التى تتولد عند اقتراب الكترونين من بعض يولد احدهما فوتونا تخيلياً و كانه يرسل اشارة للالكترون الاخر بالاتبعاد ( الجسيمات التخيلية هى جسيمات موجودة و لكنها تظهر لحظياً و تختفى ).

و فى المخطط التانى يبين التاثير القوى و ينقسم الى قسمين بين الكواركات و الاخرى القوى النووية الشديدة المتبقية تربط النيكلونات فالجسيمات مثل الكواركات تحتاج الى قوة كبيرة لربطهم مع بعض و هنا يتكون الجسيم الوسيط (الذى يتولد من مجال القوة النووية القوية) و هو الجلوون و هو بوزون و يظهر فى المخطط الاخر للقوة القوية بين النيكلونات (البروتونات و النيوترونات) تكون القوة اضعف من القوة بين الكواركات و هى نتاج القوى النووية القوية .

فى المخطط الاخر للتاثير الضعيف توضح اضمحلال البروتون الى نيوترون او العكس مع اصدار الكترون او بوزيترون مع مضاد نيوترينو بواسطة بوزون W السالب

تابعونا على صفحة الفيس بوك https://www.facebook.com/2day.sci.mag

الجسيمات الاولية

الجسيمات الاولية :- تنقسم الى فرميونات و بوزونات 
اولا الفرميونات :-
تنقسم الى:
1-كواركات:جسيمات اولية تدخل فى تركيب البروتونات و النيترونات و هى مشحونة و هى 6 انواع هى (Up,Down,Charm,strange,top,bot
tom) الـup,down هم الاقل كتلة اما الباقى ينحل الى u,d ..
2-ليبتونات:تنقسم الى ((الكترونات-بوزيترونات-مييوون-
تاوون-نيترينو))

*الالكترون: جسيم مشحون بشحنة سالبة و موجود داخل الذرة يدور حول النواة و احد مكونات المادة

*البوزيترون:جسيم مشحون بشحنة موجبة و هو مثل الالكترون فى الكتلة و احد مكونات المادة المضادة

*ميوون: جسيم دون ذرى مشحون بشحنة سالبة و لكن ينحل سريعا.

*تاوون: جسيم اولى شحنته سالبة.

*النيترينو: ميوون نيترينو و الكترون نيترينو و التاوون نيترينو جسيمات اولية غير مشحونة ...

ثانياَ:- البوزونات :-

ممكن ان نعتبرها حاملة لكل قوة من القوى الاساسية و كلها عديمة الكتلة و تنقسم الى >>

*فوتون: جسيم غير مشحون و هو حامل القوة الكهرومغناطيسية و هو موجود فى صورة الاشعاع الكهرومغناطيسى او موجات الضوء.

*الجلوون: جسيم غير مشحون حامل للقوة القوية او التاثير القوى التى تربط الكواركات معاَ و القوة المتبقية تربط مكونات النواة معاَ ..

*بوزون دبليو اند ذاد : جسيم غير مشحون حامل للقوة الضعيفة المسؤولة عن تحويل البروتونات الى نيترونات او العكس و تطلق الكترونا او بوزيترون مصحوب بنيترينو و هذا ما يسمى انحلال بيتا Beta Decay.