دورة (فيزياء)

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
البندول: دورة تكرر نفسها.

الدورة في الفيزياء (بالإنجليزية : Period) تطبق على الدوال الزمنية مثل هزاز توافقي ودوال تعتمد على الزمن والمكان في حساب الموجات. وبالنسبة للدورة المعتمدة على الزمن والمكان يفرق بين :

  • زمن الدورة : بالنسبة لعملية تتكرر بطريقة منتظمة بعد فترة زمنية ثابتة،
  • طول دورة : بالنسبة لتكرار عملية معينة بعد مسافة معينة (مثال على ذلك الحركة الانتقالية على شبكة بلورية أو شبكة الصياد) .

وفي تلك المقالة سنتعامل مع الدالة المعتمدة على الزمن وحده.

أقرب مثال على دورة معتمدة على الزمن دورة الأرض حول الشمس تعيد نفسها كل 365 وربع يوم.

وصفها الرياضي[عدل]

تسمى الدورة أيضا زمن الدورة ويرمز لها بالحرف T. ومثال آخر لدالة دورية نجدها في التيار المتردد كما في الشكل. كما يصحب التيار المتردد تردد الفلولطية .

تغير دوري : المحور الأفقي يبين الزمن ، والمحور الرأسي يبين متغير فيزيائي ، مثل شدة التيار أو الجهد الكهربائي مثلا . أقصى قيمة لـ y تسمى مطال (بالإنجليزية: amplitude).
أمثلة لجهد كهربائي يتغير دوريا: فوق جهد متردد، (2) جهدين مختلفين متطابقين ، (3) تغير الجهد في شكل سن المنشار (يستخدم في التلفزة، (4)و(5) مثالين لتغير جهد مربع الشكل .

وتمثل الدورة رياضيا بالمعادلة :

وهي تنطبق لكل نقطة زمنية t حيث الدورة T = ثابت > 0

وفي المعاملة الرياضية للهندسة الكهربائية يستعان كثيرا ب تردد زاوي ω لتسهيل الحسابات ، حيث:

ومثال على ذلك : يستخدم تيار متردد في البيوت ذو تردد 50 هرتز ، ولذلك فله زمن دورة مقداره :

حيث m s ملي ثانية.

وعند تمثيل عمليات دوال جيبية يستبدل الزمن t أحيانا بالزاوية φ = ωt كمتغير في الدالة. عندئذ يصبح زمن الدورة هو بالتمام دورة كاملة عبر 360 درجة ، أي:

ωT = 2π
= 360°
= 2π راديان

القياس[عدل]

يقاس زمن الدورة في الغالب بواسطة دورات إلكترونية تقوم بالعد مثل عدادات الكهرباء.

الموجات[عدل]

تتغير الموجات كدالة للزمن والمكان . فمثلا موجة صوتية أو موجة كهرومغناطيسية نفرق بين :

  • زمن الدورة عند حدوث تغير دوري يعاد كل فترة زمنية ثابتة ،
  • طول الدورة عند حدوث التغير بعد مسافات ثابتة .

(مثال على "الدورة المكانية " نجده في تتابع أعمدة النور في شارع ، فهي دورية وعلى مسافات متساوية .)

يمكن وصف امثال تلك الدوال الموجية رياضيا بدالة جيبية تنتشر على المحور x وهو يمثل المكان . فيكون متغير الدالة الجيبية هو المكان . [1]

الصيغة العامة لتغير قيمة فيزيائية كدالة للزمن وللمكان في نفس الوقت هي:

حيث:

λ طول الموجة ، ومقلوبها
1/λ يسمى العدد الموجي.

بالنسبة إلى موجة تنتشر في الاتجاه x نطبق الإشارة السالبة.

دورة مدارية[عدل]

يدور القمر حول الأرض . ويمكن اختيار عدة نقاط مرجعية يكتمل عندها دورة كاملة 360° : بقياس دورة القمر مع اعتبار حركة الأرض حول الشمس أو بعدم أخذ حركة الارض في الاعتبار .

رقاص[عدل]

ساعات "سيجموند ريفلر" الدقيقة .

رقاص الساعة يتحرك من نهاية عظمى يمنى إلى نهاية عظمى يسرى . يستغرق رقاص الساعة بين النهاية العظمى اليمنى إلى النهاية العظمى اليسرى والعودة إلى النهاية العظمى اليمنى 1 ثانية . فيكون زمن دورته 1 ثانية. يعتمد زمن الدورة على طول القضيب الخفيف الحامل . فإذا كانت الساعة تؤخر وجب تقصير طول الرقاص (بإزاحة الثقل قليلا إلى أعلى على القضيب الخفيف الحامل) ، وإذا كانت الساعة تقدم وجب زيادة طول الرقاص (إزاحة الثقل إلى أسفل على القضيب الخفيف الحامل).

اقرأ أيضا[عدل]

المراجع[عدل]

  1. ^ DIN 1311-4:1974-04 Schwingungslehre – Schwingende Kontinua, Wellen