جواب پرسش و فعالیت صفحه ۱۱۰ فیزیک دوازدهم ریاضی - همیار آموزش

جواب پرسش ۴-۷ صفحه ۱۱۰ فیزیک دوازدهم ریاضی

با دمیدن در بطری‌های یکسان با سطوح مایع مختلف می‌توان آهنگی با بسامدهای متفاوت ایجاد کرد. دلیل آن چیست؟
جواب: هر یک از این بطری ها با سطوح مایع متفاوت، تشدیدگر هلمهولتز هستند و مانند لوله های صوتی، بسامدهای تشدیدی معینی دارند. چون سطح مایع در بطریها متفاوت است، بسامد تشدیدی متفاوتی نیز دارند. (هرچه سطح مایع درون ظرف ها بالاتر و حجم فضای بالای آنها کمتر باشد بسامد تشدیدی بیشتر است و بالعکس) بنابراین وقتی در دهانه این بطری های یک شکل میدمیم، با ایجاد گستره وسیعی از بسامد ها، یکی از این بسامدها با یکی از بسامدهای تشدیدی بطریها منطبق میشود و هر بطری با بسامد متفاوتی به صدا در میآید. بنابراین میتوان آهنگی با بسامدهای متفاوت ایجاد کرد.

جواب فعالیت ۴-۷ صفحه ۱۱۰ فیزیک 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 گستره 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.
جواب: در سال ۱۳۸۸ هرتز موفق شد برای نخستین بار وجود امواج الکترومغناطیسی را به طور تجربی آشکار سازی کند. هرتز در آزمایشگاه خود، با کمک یک سیم پیچ القایی، یک سیم جرقه‌زن با ولتاژ بالا ساخته بود که جرقه‌هایی را میان دو کره فلزی کوچک تولید می‌کرد. در گوشه‌ی دیگری از آزمایشگاه هرتز با فاصله اندکی یک سیم دایره‌ای به قطر چند سانتی‌متر داشت که شکاف کوچکی در محیط آن ایجاد شده بود.
هرتز به طور تصادفی متوجه شد که هرگاه جرقه میان دو کره فلزی مزبور ایجاد می‌شود بلافاصله در شکاف سیم دایره‌ای نیز جرقه‌ای ایجاد می‌شود. هرتز پیش خود چنین استدلال کرد که با ایجاد جرقه در سیستم جرقه‌زن اولیه یک موج الکترومغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.
هنگامی که این موج از سیم دایره‌ای شکل می‌گذرد، یک جریان الکتریکی در آن القا می‌کند که موجب ایجاد جرقه در شکاف میان آن می‌شود و بدین صورت امواج الکترومغناطیسی که توسط معادلات ماکسول به صورت روابط ریاضی پیش‌بینی شده بود به صورت تجربی تأیید شد.