🌊 سلوك الموجات عند الحدود

🚧 الموجات عند الحدود

🚧 Waves at Boundaries

عندما تصل الموجة إلى حد (نقطة يتغيّر فيها الوسط)، تحدث ثلاثة أشياء: ينتقل جزء من الموجة إلى الوسط الجديد، وينعكس جزء آخر إلى الوسط الأصلي، ويُمتص جزء من طاقة الموجة.

When a wave reaches a boundary (a point where the medium changes), three things happen: part of the wave is transmitted into the new medium, part is reflected back into the original medium, and part of the wave's energy is absorbed.

في الواقع، تُنقل جزء من طاقة النبضة إلى الوسط الجديد، فتكون النبضة المنعكسة أصغر سعة (طاقة أقل) من الأصلية — لكن سرعتها تبقى نفس سرعة النبضة الساقطة، لأن السرعة تعتمد على الوسط، والنبضة المنعكسة لا تزال في الوسط الأصلي.

In reality, part of the pulse's energy is transmitted into the new medium, so the reflected pulse has a smaller amplitude (less energy) than the original — but its speed stays the same as the incident pulse's speed, because speed depends on the medium, and the reflected pulse is still in the original medium.

➕ التداخل البناء والهدام

➕ Constructive & Destructive Interference

عندما تتداخل موجتان أو أكثر في نفس الوسط بنفس الوقت، يُسمى ذلك تداخل الأمواج. تنطبق هنا خاصيتان أساسيتان:

When two or more waves overlap in the same medium at the same time, this is called wave interference. Two basic properties apply here:

عندما تكون موجتان متحركتان بنفس الاتجاه "متفقتين بالطور" (قمة تقابل قمة)، مجموعهما يعطي ضعف السعة — وهذا التداخل البنّاء. أما عندما تتعاكس بالطور (قمة تقابل قاع)، فقد تُلغي إحداهما الأخرى جزئيًا أو كليًا — وهذا التداخل الهدّام.

When two waves moving the same direction are "in phase" (crest meets crest), their sum gives double the amplitude — this is constructive interference. When they are out of phase (crest meets trough), one may cancel the other partially or completely — this is destructive interference.

🎻 الموجة الواقفة والموجات المستقرة

🎻 Standing Waves

عندما تتحرك موجتان في نفس الوسط لكن باتجاهين متعاكسين ولهما نفس الطول الموجي، ينتج نمط تداخل خاص يُسمّى الموجة الواقفة — سُمّيت كذلك لأنها لا تتحرك في اتجاه أي من الموجتين الأصليتين. بعض نقاطها لا تتحرك إطلاقًا وتُسمّى العقد، وأخرى تمر بأقصى إزاحة وتُسمّى البطون.

When two waves travel in the same medium but in opposite directions with the same wavelength, a special interference pattern called a standing wave results — named so because it does not travel in the direction of either original wave. Some of its points don't move at all, called nodes, while others pass through maximum displacement, called antinodes.

🌀 موجات تنتقل في بعدين

🌀 Waves Traveling in Two Dimensions

فكّر بحصاة سقطت في بركة: يُدفع الماء للأسفل ثم يرتد لأعلى، فتُشعّ دوائر متحدة المركز للخارج. الخطوط البيضاء تمثّل "مقدمة الموجة" والسوداء تمثّل القاع؛ وكل حلقة مجموعة نقاط يصلها الاهتزاز بنفس التوقيت. المسافة بين مقدمتي موجة متتاليتين (أو قاعين متتاليين) هي الطول الموجي، وتنتشر الموجة بجميع الاتجاهات دائمًا عموديًا على مقدمتها.

Think of a pebble dropped in a pond: water is pushed down then springs back up, radiating concentric circles outward. The white lines represent the "wavefront" and the black lines represent the trough; each ring is a set of points reached by the vibration at the same time. The distance between two consecutive wavefronts (or two consecutive troughs) is the wavelength, and the wave always propagates in all directions perpendicular to its wavefront.

🪞 انعكاس الموجات في بعدين

🪞 Reflection of Waves in Two Dimensions

عندما تضرب موجة ميكانيكية حاجزًا أو تصل نهاية وسطها، ينعكس جزء منها بزاوية تساوي زاوية السقوط (كما يحدث عند ارتداد موجات الماء من جانب بركة). هذا هو قانون الانعكاس: زاوية السقوط = زاوية الانعكاس، قياسًا من العمود على السطح (الخط الطبيعي).

When a mechanical wave hits a barrier or reaches the end of its medium, part of it reflects at an angle equal to the angle of incidence (as happens when water waves bounce off the side of a pond). This is the law of reflection: angle of incidence = angle of reflection, measured from the normal to the surface.

🔀 انكسار الموجات في بعدين

🔀 Refraction of Waves in Two Dimensions

انكسار الموجة: انحناء الموجة عند انتقالها من وسط لآخر بشكل غير عمودي على السطح الفاصل. حين يمر شعاع ضوئي من الهواء إلى الماء، ولأن معامل انكسار الماء أعلى، تقلّ سرعة الضوء فيه، وينكسر الشعاع مقتربًا من العمود على السطح (زاوية الانكسار أصغر من زاوية السقوط). أما عند الانتقال من وسط أعلى معامل انكسار إلى أقل (كالماء إلى الهواء)، تزداد السرعة ويبتعد الشعاع عن العمود.

Wave refraction: the bending of a wave as it passes from one medium to another at a non-perpendicular angle to the boundary. When a light ray passes from air into water, since water's index of refraction is higher, the light's speed decreases there, and the ray bends toward the normal (the refraction angle is smaller than the incidence angle). When moving from a higher-index medium to a lower one (like water to air), the speed increases and the ray bends away from the normal.

📝 أمثلة تدريبية📝 Practice Examples

🎯 اختبار الموجات🎯 Waves Quiz

15 سؤالاً — الانعكاس، الانكسار، التداخل، والموجات الواقفة15 questions — reflection, refraction, interference, and standing waves