حركة الموجة موجودة في كل مكان على الأرض وفي الكون. تشمل أنواع الموجات الموجات الصوتية ، وموجات الماء ، والموجات على سلسلة ، والموجات الكهرومغناطيسية ، على سبيل المثال لا الحصر.
ما هي الموجة؟
الموجة ، من الناحية الفنية ، هي اضطراب في وسط ينتشر من مكان إلى آخر عبر التذبذبات (الحركات ذهابًا وإيابًا) في هذا الوسط. ببساطة أكثر ،إنه اهتزاز تحمله المادة عبر الزمان والمكان.
من الخصائص المهمة للموجة أنهاينقل الطاقةلكن لا يهم. تبدأ الموجة بكسب طاقة في مكان ما في وسط ، مثل يد تضغط على سطح بركة. نظرًا لأن كل جسيم من مادة ما يتلقى الطاقة من تلك الدفعة الأولية - في هذا المثال ، جزيئات الماء - فإنه يصطدم بالجسيمات المجاورة له ، والتي تصطدم بالجسيمات التالية وما إلى ذلك.
لم يتم إعادة ترتيب جزيئات الماء في أماكن جديدة في البركة ؛ كانوا يتدافعون ذهابًا وإيابًا ضد بعضهم البعض فقط بالطريقة التي قد يرتد بها الأشخاص الذين يقفون جنبًا إلى جنب في حشد من الناس بعد أن يسقط شخص على الحافة فيهم.
تنقسم الأمواج إلى نوعين:
الموجات المستعرضةتتشكل من مادة تتأرجح بزوايا قائمة لاتجاه حركة الطاقة. على سبيل المثال ، يقوم شخص ما بضخ نهاية حبل القفز المثبت بالحائط بتحريك قطع الوسيط (the حبل) عموديًا بينما تنتقل الطاقة أفقيًا على طول الحبل إلى الحائط ، حتى يصبح الحبل بأكمله متحرك.
موجات طوليةتتشكل بواسطة مادة تتأرجح في نفس اتجاه الطاقة التي تحملها. الأمثلة السابقة للتموجات في حوض السباحة ، أو من خلال حشد منزعج من أحد طرفيها ، كلاهما طولاني.
الخصائص الأساسية للموجات
أهم خصائص الموجة الأساسية هي الطول الموجي والسعة والتردد والدورة.
واحدالطول الموجيتُعرَّف بأنها المسافة بين أي نقطة على الموجةإلى نفس النقطة بالضبط في الموجة التالية.على سبيل المثال ، يمكن قياس طول موجي واحد من قمة أو قمة موجة في المحيط إلى قمة الموجة التالية. يُشار إلى الطول الموجي بالحرف اليوناني الصغير لامدا (λ) ويستخدم وحدة SI للطول ، متر (م).
الالسعةمن الموجةأ، هو مقياس للإزاحة القصوى لأي مادة في الوسط من حالة التوازن (أو موضع الراحة). إذن ، بالنسبة لموجة على شكل منحنى جيبي تتحرك صعودًا وهبوطًا حول المحور x ، فإن السعة لها قيمةنفس القدر مثل أعلى أو أدنى موضع. كمقياس للإزاحة ، يتم قياس السعة أيضًا بالأمتار (م).
الترددمن موجة ،F، هو مقياس لعدد الموجات التي تمر ، أو عدد التذبذبات التي تحدث ، في ثانية واحدة. وحدة التردد في النظام الدولي للوحدات هي هرتز (هرتز). على سبيل المثال ، يتأرجح الطفل على الأرجوحة ذهابًا وإيابًا حول وضع راحة التأرجح ، مما يجعل رحلة واحدة كاملة ذهابًا وإيابًا كل ثلاث ثوانٍ. هذا يعني أنها تمرثلث موجة كاملة (تذبذب) كل ثانية، لذلك سيكون ترددها 1/3 هرتز.
الفترةمن موجة ،تي، هو معكوس التردد ؛ بدلاً من عدد الموجات في الثانية ، فإنه يقيس الوقت اللازم لحدوث موجة كاملة أو تذبذب. وبالتالي يتم قياسه بوحدة SI للوقت ، بالثواني (ثوان). بالنسبة لنفس الطفل على الأرجوحة ، فإن فترة الموجة لها هي ثلاث ثوان. (لاحظ أن ثلاثة هو معكوس الثلث).
سرعة الموجة
سرعة الموجة (الخامس) هو المعدل الذي ينتقل به الاضطراب من مكان إلى آخر. تنتقل الموجة بسرعة (بالأمتار في الثانية ، م / ث) تساوي حاصل ضرب التردد وطول الموجة. لذلك فإن معادلة الموجة هي:
ت = \ لامدا و
