الأمواج

[لهفة شوق]

الأمواج





















الموجة:هي أحد أشكال انتقال الطاقة، تتحرك الموجات في وسط مادي (باستثناء الموجات الكهرومغناطيسية وبعض أشكال الجزيئات الكمّية ذات الخصائص الموجية)، حيث تنتقل فيه الموجات وتنتقل الطاقة من مكان إلى آخر بدون إزاحة جزيئات الوسط بشكل دائم، أي أنه لا تنتقل أي كتلة مع انتقال الموجة، ولكن جزيئات الوسط تتحرك بشكل متعامد أو مواز لاتجاه حركة الموجة حول موقع ثابت. وتنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ، أي من دون لزوم تواجد وسط مادي. ويعتبر الضوء وموجات الراديو وأشعة إكس وأشعة جاما أمثلة من الموجات الكهرومغناطيسية. ومن خصائص الموجات الكهرومغناطيسية أنها تنتشر في الفراغ بسرعة الضوء، والذي تقدر سرعته بالتقريب 300.000 كيلومتر في الثانية.

__________________________

للموجات صفة الدورية، فالموجات تكون عادة تكرار لنمط ما من الشدة في فترات زمنية متتابعة بقترة فاصلة ما بينهم، ويسمى عدد الموجات المارة في مقطع ما مقسوما على وحدة الزمن، التردد.وتسمى المسافة الأفقية التي تقطعها الموجة الواحدة طول الموجة.إذا كانت الموجة تتكرر حركتها في فترات زمنية منتظمة ثابتة فتسمى حركة دورية أما إذا كانت قصيرة فتسمى نبضة.

____________________________

الأوساط الحاملة للأمواج:

تنتشر الأمواج في أنواع متعددة من الأوساط الفيزيائية، التي يشترط بها بعض التماسك لتأمين نقل الإشارات الموجية، ويمكن تصنيف الأوساط التي تنتشر بها الأمواج حسب خواصها الفيزيائية :

1- {وسط خطي linear medium }: وهو وسط يمكن فيه جمع مطاولات الأمواج في أي نقطة عند اجتماع موجتين فيها.

2-{وسط محدد bounded medium }: وهو الوسط المحدود القياس، وإلا صنف أنه غير محدد.

3- {وسط متجانس uniform medium }: إذا كانت الخواص الفيزيائية لجميع نقاط الوسط متشابهة.

4- {وسط متماثل المناحي isotropic medium }: إذا كانت الخواص الفيزيائية للوسط متماثلة في جميع الاتجاهات.

___________________________

الخواص المميزة للأمواج:

تتميز الأمواج عن الجسيمات بامتلاكها مجموعة من السلوكيات الفيزيائية :

1-{الانعكاس Reflection} ويقسم إلى انعكاس منتظم وانعكاس غير منتظم.

2-{الانكسار Refraction}

3- {الحيود Diffraction}

4- {التداخل Interference} ويقسم إلى تداخل بناء وتداخل هدام.

5- {التشتت Dispersion}

6-{التبعثر scattering}

7- {الانتشار الخطي} Rectilinear propagation

_____________________________

موجة عرضية.




موجة النابض (كمثال للموجة الطولية }.

أنواع الأمواج:

- الأمواج المستعرضة:هي الأمواج التي تتحرك فيها حركة جزيئات المادة عموديا على خط انتشار الموجة مثل أمواج الماء وتتكون من مناطق مرتفعة تسمى قمم ومناطق منخفضة تسمى قيعان.

2- الأمواج الطولية:هي الأمواج التي تتحرك فيها جزيئات الوسط الناقل للموجة باتجاه متواز لخط انتشار الموجة



____________________________



خصائص الأمواج:





طول الموجة{ Wavelength }:اتفق العلماء على أن طول الموجة هو أصغر جزء متكرر مكون للموجات، وطوله يساوي المسافة بين قمتين متتابعتين، وهو يساوي أيضا المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتابعين أو المسافة المحصورة بين 3 قيم صفرية متتابعة للموجة.

اتساع الموجة { Amplitudeِِ} : هو أقصى إزاحة تصل إليها جزئيات المادة عن موقعها الأصلي،ولها علاقة مباشرة بمقدار الطاقة التي تنقلها الموجة،بحيث يتناسب مقدار الطاقة التي تنقلها الموجة مع مربع اتساع الموجة.

سرعة الموجة{Velocity}: عبارة عن المسافة التي تقطعها الموجة في الثانية وتقاس بالمتر ث

التردد{Frequency}:عدد الدورات التي يقوم بتنفيذها الجسم المهتز في الثانية الواحدة ويقاس بوحدات دورةثانية،ويطلق عليها اسم هيرتز نسبة إلى العالم الألماني هيرتز.

___________________

العلاقة بين سرعة الموجة وترددها وطولها:

سرعة الموجة: طول الموجة × تردد الموجة.