جواب پرسش و فعالیت صفحه ۱۱۰ فیزیک پایه دوازدهم رشته ریاضی و فیزیک از فصل ۴ چهارم برهم کنش‌های موج قسمت ۴-۴ تداخل امواج ؛ برای مشاهده گام به گام این بخش در ادامه با آموزش و پرورش ماگرتا همراه باشید.
پاسخ صفحه بعدی:
پاسخ پرسش ۴-۷ صفحه ۱۱۰ فیزیک پایه دوازدهم ریاضی
با دمیدن در بطری‌های یکسان با سطوح مایع مختلف می‌توان آهنگی با بسامدهای متفاوت ایجاد کرد. دلیل آن چیست؟
پاسخ: هر کدام از این بطری‌ها، که دارای سطوح مایع متفاوت هستند، تشدیدگر هلمهولتز به شمار می‌روند و مانند لوله‌های صوتی، بسامدهای تشدیدی خاصی دارند. چون سطح مایع در بطری‌ها متفاوت است، بسامد تشدیدی نیز متفاوت می‌شود. (یعنی هرچه سطح مایع در ظرف‌ها بالاتر باشد و حجم فضای بالای آن کمتر، بسامد تشدیدی بیشتر خواهد شد و برعکس).
بنابراین، زمانی که به دهانه این بطری‌ها فوت می‌کنیم، یک گستره وسیعی از بسامدها تولید می‌شود. یکی از این بسامدها با بسامد تشدیدی هر بطری منطبق شده و هر بطری به بسامدی خاص می‌رسد. این ویژگی امکان ایجاد آهنگی با بسامدهای مختلف را فراهم می‌کند.
پاسخ دیگر: هر یک از بطری‌ها مانند یک لولهٔ صوتی با یک انتهای باز هستند که اگر بسامد صوت حاصل از دمیدن با بسامدهای تشدیدی آن‌ها یکسان باشد در آن‌ها تشدید رخ می‌دهد. و طبق رابطهٔ 
تشدید با طول‌های مختلف رخ می‌دهد. مثلاً با طول‌های 
و … می‌تواند رخ دهد. بنابراین چون سطوح مایع در بطری‌های شکل متفاوت است، تشدید‌های مختلفی رخ می‌دهد و همچنین با تغییر دمیدن می‌توانیم بسامدهای متفاوتی ایجاد کنیم.
جواب فعالیت ۴-۷ صفحه ۱۱۰ فیزیک پایه دوازدهم ریاضی
تداخل در امواج الکترومغناطیسی (آزمایش هرتز): اگرچه ماکسول پیش از پایان قرن نوزدهم وجود امواج الکترومغناطیسی را پیش بینی کرده بود، این هرتز بود که با آزمایش‌های تداخلی خود که به تولید موج‌های الکترومغناطیسی ایستاده انجامید، وجود موج‌های الکترومغناطیسی را در گسترهٔ بسامد رادیویی اثبات کرد. هاینریش هرتز در سال ١٨٨٨ میلادی با وسایل ابتدایی آن زمان این آزمایش را به انجام رسانید. در مورد چگونگی آزمایش هرتز تحقیق کنید.
پاسخ: در سال ۱۳۸۸، هرتز برای اولین بار توانست وجود امواج الکترومغناطیسی را به‌طور تجربی ثابت کند. او در آزمایشگاهش، با استفاده از یک سیم‌پیچ القایی، یک سیستم جرقه‌زن با ولتاژ بالا ایجاد کرد که جرقه‌هایی را بین دو کره فلزی کوچک تولید می‌کرد. در گوشه‌ای از آزمایشگاه، هرتز یک سیم دایره‌ای با قطر چند سانتی‌متر قرار داده بود که در محیط آن شکاف کوچکی وجود داشت.
هرتز به‌طور اتفاقی متوجه شد که هر بار جرقه‌ای بین دو کره فلزی ایجاد می‌شود، بلافاصله در شکاف سیم دایره‌ای نیز جرقه‌ای مشاهده می‌شود. از این مشاهده نتیجه گرفت که هنگام ایجاد جرقه در سیستم جرقه‌زن، امواج الکترومغناطیسی در فضا منتشر می‌شوند. این امواج زمانی که از سیم دایره‌ای عبور می‌کنند، جریان الکتریکی در آن القا کرده و باعث ایجاد جرقه در شکاف می‌شوند. بدین ترتیب، هرتز تجربی ثابت کرد که امواج الکترومغناطیسی پیش‌بینی‌شده توسط معادلات ماکسول واقعیت دارند.
پاسخ دیگر: حقیق درباره آزمایش هرتز:
مقدمه:
پیش از پایان قرن نوزدهم، جیمز کلارک ماکسول نشان داد که امواج الکترومغناطیسی وجود دارند، اما تا مدت‌ها این موضوع به‌صورت تجربی اثبات نشده بود. سرانجام، هاینریش هرتز با آزمایش‌های عملی خود این موضوع را به‌صورت عملی اثبات کرد. او در سال ۱۸۸۸ آزمایش‌هایی انجام داد که وجود امواج الکترومغناطیسی را در دامنه بسامدهای رادیویی تأیید کرد.
اهداف آزمایش هرتز:
- اثبات تولید امواج الکترومغناطیسی در عمل
- مشاهده تداخل و پراش امواج الکترومغناطیسی
- تأیید پیش‌بینی‌های معادلات ماکسول به‌صورت تجربی
روش آزمایش هرتز:
- ایجاد جرقه با سیستم جرقه‌زن:
هرتز ابتدا یک سیستم جرقه‌زن طراحی کرد. این سیستم شامل دو کره فلزی با فاصله مشخص از هم بود. زمانی که جرقه‌ای بین این دو کره ایجاد می‌شد، امواج الکترومغناطیسی تولید می‌شدند. - قرار دادن سیم دایره‌ای با شکاف:
در نقطه‌ای دیگر آزمایشگاه، هرتز یک سیم دایره‌ای با شکاف قرار داد. او متوجه شد که هرگاه جرقه‌ای تولید می‌شد، امواج الکترومغناطیسی از میان سیم عبور کرده و در شکاف سیم دایره‌ای جرقه‌ای ایجاد می‌کردند. این نشان می‌داد که امواج تولیدشده می‌توانند جریان الکتریکی را در این شکاف القا کنند. - بررسی تداخل و پراش:
با این مشاهده‌ها، هرتز نشان داد که امواج الکترومغناطیسی تداخل، پراش، و القای جریان الکتریکی دارند، همان ویژگی‌هایی که در امواج مکانیکی نیز مشاهده می‌شوند.
نتیجه‌گیری:
آزمایش هرتز ثابت کرد که امواج الکترومغناطیسی نه تنها از نظر تئوری وجود دارند، بلکه می‌توان آن‌ها را در آزمایشگاه نیز تولید و مشاهده کرد. این آزمایش به‌ویژه به تکنولوژی‌های ارتباطی، رادیو، تلویزیون، و سیستم‌های مخابراتی پایه‌گذاری شد و به پیشبرد علوم فیزیک و مهندسی کمک شایانی کرد.
⭕️ تذکر: دانش‌آموز عزیز، لطفاً توجه کنید که مطالب درسی در این وب‌سایت صرفاً به منظور کمک و آموزش قرار داده شده‌اند و نباید از آن ها به‌طور نادرست استفاده کنید. لذا، پیش از مشاهده پاسخ‌ها، لطفاً یکبار دیگر خودتان به سوالات پاسخ دهید و در صورت بروز مشکلات، از این پاسخ‌ها کمک بگیرید.
پاسخ صفحه قبلی: جواب فعالیت صفحه ۱۰۹ فیزیک دوازدهم ریاضی
✅ به پایان جواب پرسش و فعالیت صفحه 110 فیزیک ۳ پایه دوازدهم ریاضی رسیدیم، جهت مشاهده گام به گام سایر کتاب های درسی‌تان کافیست آن را به همراه عبارت «ماگرتا» در گوگل جست و جو فرمایید. همچنین اگر سوالی داشتید حتما آن را از بخش دیدگاه بپرسید.
