الموجات والصوت
خفقان من مصدرين
اضغط تشغيل — راقب جبهات الموجة تتداخل؛ يسمع المستمع الخفقان وy(t) يعرض الغلاف.
خفقان من مصدرين — محاكاة الموجات والصوت تفاعلية. اضغط تشغيل — راقب جبهات الموجة تتداخل؛ يسمع المستمع الخفقان وy(t) يعرض الغلاف. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
الخفقان
مصدران بترددين مختلفين قليلًا ينتجان نمط خفقان — صعود وهبوط بطيء في الجهارة.
ينشئ التداخل بين f₁ وf₂ موجة مجتمعة سعتها تتناوب عند |f₁ − f₂|. يسمع المستمع تردد الخفقان.
- f_beat = |f₁ − f₂|
- تراكب الموجات
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
مكبران يعزفان نغمتين بترددين شبه متساويين. يسمع مستمع الجهارة تنبض صعودًا وهبوطًا. ما الذي يحدد سرعة نبضها؟
توقعات للموازنة
- معدل النبض يساوي مجموع الترددين.
- معدل النبض (الخفقان) يساوي فرق الترددين.
- معدل النبض يساوي متوسط الترددين.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- تردد المصدر 1 f₁ (Hz)
- تردد المصدر 2 f₂ (Hz)
ما تقيسه:
- التردد الحامل f_c (Hz)
- تردد الخفقان f_beat (Hz)
كيف يجري التحقيق
- افتح تجربة الخفقان واضغط إعادة. المصدر 1 مثبت عند 440 Hz.
- فعّل قراءتي تردد الخفقان والتردد الحامل عند المستمع.
- اضبط تردد المصدر 2 لكل تجربة وسجل تردد الخفقان.
المعادلة الحاكمة
تردد الخفقان — f_beat = |f₁ − f₂|
عند تراكب نغمتين بترددين شبه متساويين، ينبض نمط تداخلهما في الجهارة بمعدل يساوي فرق الترددين.
التردد الحامل — f_c = (f₁ + f₂)/2
الطبقة التي يسمعها المستمع فعلًا قريبة من متوسط ترددي المصدرين — والخفقان نبض سعة بطيء يركب فوق تلك النغمة المتوسطة.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب f_beat = |f₂ − f₁| و f_c = (f₁ + f₂)/2. قارن كليهما بالجدول.
- اشرح لماذا يسمع المستمع نغمة واحدة قرب التردد الحامل، بجهارة تنبض عند تردد الخفقان (الأبطأ بكثير).
أين يظهر هذا خارج المختبر
- يضبط الموسيقيون آلاتهم بالإصغاء إلى الخفقان بين نغمتهم ونغمة مرجعية، مع التعديل حتى يتباطأ الخفقان إلى الصفر. اشرح لماذا يعني الخفقان الصفري تساوي الترددين بالضبط.
- مع اقتراب f₂ أكثر فأكثر من f₁، ماذا يحدث لتردد الخفقان؟ وماذا ستسمع في النهاية عندما f₂ = f₁؟
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.3 Wave phenomena
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في خفقان المصدرين
- حدد المستمع
- اضغط تشغيل
- اسمع التموج
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.