عرضية مقابل. الموجات الطولية: ما الفرق؟ (ث / أمثلة)

الموجات هي انتشار لاضطراب في وسط ينقل الطاقة من مكان إلى آخر. هناك العديد من أنواع الموجات المختلفة ، بما في ذلك الموجات الصوتية والموجات السطحية والموجات الزلزالية والموجات الكهرومغناطيسية والموجات الضوئية.

هناك طريقتان رئيسيتان يتأرجح فيهما الوسط فيما يتعلق باتجاه انتشار الموجة: عرضيًا وطوليًا. فيما يلي أمثلة على كلا النوعين من الموجات والفيزياء التي تقف وراءها.

تحدث حركة الموجة المستعرضة عندما تكون النقاط في الوسط تتأرجح بزاوية قائمة في اتجاه سير الموجة. إذا تحركت الموجة من اليسار إلى اليمين ، فإن جزيئات الوسط تهتز لأعلى ولأسفل في مكانها.

تتضمن أمثلة الموجات المستعرضة الموجات على سلسلة ، أو الموجة التي أنشأها حشد الملعب عند الكرة لعبة (حيث تتحرك الموجة حول الاستاد بينما يتحرك الأفراد ببساطة لأعلى ولأسفل في ملعبهم مقاعد).

الموجات الكهرومغناطيسية ، أو الموجات الضوئية مستعرض. أثناء انتشارها ، تتذبذب المجالات الكهربائية والمغناطيسية بشكل عمودي على اتجاه الحركة. يمكن للموجات الكهرومغناطيسية ، على عكس الموجات الميكانيكية التي تتطلب وسيطًا ، أن تنتشر في فراغ الفضاء. هذه هي الطريقة التي يمكن بها للأرض تلقي ضوء الشمس وضوء النجوم من مليارات السنين الضوئية.

مثال آخر على الموجة المستعرضة هو غشاء الأسطوانة عند ضربها ؛ يتحرك الغشاء لأعلى ولأسفل مع انتقال الموجات عبر سطحه. عندما يهتز الغشاء بهذه الطريقة ، فإنه يخلق موجات صوتية تنتشر عبر الهواء ، وهي طولية وليست عرضية.

موجات طولية وتسمى أيضا موجات الضغط وموجات الانضغاط، تتأرجح موازية لاتجاه حركة الموجة. إذا كانت الموجة تنتقل من اليسار إلى اليمين ، فإن إزاحة الوسط تترك أيضًا من اليسار إلى اليمين ولكنها تتأرجح في مكانها عن طريق الضغط والتمدد.

عندما ينتقل الصوت عبر وسيط ، مثل الهواء ، فإنه يتسبب في حدوث ضغط (مناطق ذات كثافة متزايدة) وخلخلة (مناطق ذات كثافة منخفضة) في الهواء أثناء انتقاله. سيكون للأنواع المختلفة من الأصوات أنماط مختلفة من الضغط والخلخلة.

تتضمن أمثلة الموجات الطولية الموجات الصوتية ، أو الموجات التي يمكنك إنشاؤها عن طريق شد الخيط الخفيف على الأرض ودفعه أو شدّه بطول طوله. يمكنك أيضًا رؤية هذه الموجات في الماء والسوائل الأخرى أو الأرض - ولكن يمكن أن يكون لهذه الأمثلة موجات عرضية أيضًا.

الماء والأرض وسيلتان تختبران على حد سواء مستعرض و موجات طولية. تحتوي الزلازل على كلا النوعين من الموجات ، بينما تحتوي موجات الماء على مزيج خاص من الموجات العرضية والطولية تسمى الموجات السطحية.

في علم الزلازل ، دراسة الزلازل ، هناك نوعان رئيسيان من الموجات: موجات p وموجات s. الموجات P ، أو الموجات الأولية ، هي موجات طولية ، حيث تنضغط الأرض وتمتد في اتجاه انتشار الموجة.

الموجات S ، أو الموجات الثانوية ، عرضية ، حيث تتحرك الأرض لأعلى ولأسفل أثناء انتقال الموجة. تكون الموجات الأولية أسرع من الموجات الثانوية ولذا فهي غالبًا أول الموجات التي يتم اكتشافها في الزلزال.

في الماء والسوائل الأخرى ، تكون الأمواج أكثر تعقيدًا. سوف تتحرك جزيئات الماء على السطح لأعلى ولأسفل مع مرور الموجة - حركة عرضية - لكنها سيواجه أيضًا الضغط في الجزء العلوي من الموجة والخلخلة في الأسفل - الطولي اقتراح. في الواقع ، إذا اتبعت جسيمًا مائيًا واحدًا على السطح بينما تموج الأمواج ، فسترى أنه يتحرك في دائرة! وتسمى هذه الموجات السطحية.

بعيدًا عن السطح ، تكون جميع الموجات في السائل طولية نظرًا لأن السوائل الكتلية ليست صلبة بما يكفي لنقل الطاقة بشكل عرضي. ومع ذلك ، يمكن للمواد الصلبة السائبة أن تحافظ على الموجات المستعرضة.