يتم البحث في هذا المقال عن موجات المادة وخصائصها الرئيسية، حيث تعتبر الموجة واحدة من أشكال انتقال الطاقة في الفيزياء، وتحتاج إلى وسط مادي للانتقال إلى مكان آخر دون تغيير جزيئات الوسط. وتسير الموجة عموديا أو موازيا لاتجاه انتشارها عند وجودها في مكان ثابت، وعن طريق موسوعة يمكننا التعرف على خصائص الموجة والوسط المادي الرئيسي الذي تنتقل فيه.
بحث عن موجات المادة وأهم خصائصها
ماهى أنواع الموجات ؟
- الموجات الطولية: تتكون هذه الموجات من تضغط وتخلخل مثل موجات الصوت، وعندما تقترب جزيئات الهواء من بعضها البعض تحدث تضغطاً، وعندما تبتعد عن بعضها البعض يحدث تخلخلاً.
- الموجات المستعرضة: تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من قمم وأودية مثل الموجات المائية، وتتمثل قمتها في زيادة الطاقة وأوديتها في انخفاض الطاقة.
- الموجات السطحية: وهي موجات تتميز بحركتها الدورانية عند سطح الوسط، وكلما تحركت بشكل أعمق في الوسط، قلت هذه الموجات.
- الموجات الكهرمغناطيسية: هي الموجات التي تنتشر في الفراغ بدون الحاجة إلى وسط مادي، ومن بينها موجات الراديو وأشعة أكس.
- الموجات الميكانيكية: تختلف الأمواج المادية عن الموجات الكهرومغناطيسية، إذ تحتاج الأمواج المادية إلى وسط مادي لنقلها إلى مكان آخر، مثل الأمواج الصوتية.
الأوساط المادية للموجات
- الوسط المحدد: يعرف هذا الوسط باسم `المحدد`، لأنه يتميز بقدرته على تحديد القياس.
- الوسط المتجانس: وهو المنطقة التي تتشابه فيها نقاطها من حيث الخواص الفيزيائية.
- الوسط الخطي: هو المنطقة التي تجتذب جميع موجات الأمواج عندما يتقاطع اثنان منها في نقطة معينة.
- الوسط المتمثل المناحي: هو الوسط الذي تتشابه فيه الخواص الفيزيائية في جميع الاتجاهات لجميع النقاط.
ما هى خصائص الموجات ؟
تُقسم خصائص الموجات إلى خصائص عامة وخصائص فيزيائية للموجات السطحية، وسيتم التعرف على كل منها بشكل منفصل فيما يلي:
الخصائص العامة
- الطول الموجي: المسافة التي تقع بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين تُعرف بـ `الطول الموجي`، ويُرمز لها بالحرف اليوناني `λ`.
- التردد: التردد هو عدد الموجات التي تمر في نقطة معينة في الثانية الواحدة، ويتم حساب التردد من خلال عدد دورات الموجة في الثانية الواحدة، ويتم قياسه بوحدة “هيرتز”، ويتم تمثيله برمز.
- سرعة الموجة: تتمثل مفهوم السرعة في القدرة التي تتحرك بها الموجة عبر وسط مادي أو في الفراغ، ويتم حسابها بالمتر في الثانية الواحدة (م/ث).
- الزمن: يمثل المدة التي يستغرقها الموجة في إكمال دورة كاملة، ويتم حساب هذه المدة بقسمة طول الموجة على سرعة الحركة الموجية، ويتم التعبير عنها باستخدام الرمز التالي: T = λ / v.
- السعة: يتمثل مفهوم طول الموجة في المسافة بين قمة الموجة وقاعها عند المستوى الصفري، الذي يمثل المستوى الذي تنتهي فيه حركة الموجة، وتعتبر وحدات الطول وحدات قياس للموجات.
الخصائص الفيزيائية للموجات السطحية
- السعة الموجية: تتمثل الظاهرة في إزاحة سطح الموجة إلى الحد الأقصى سواءً في الجزء العلوي أو السفلي من مكان استراحة السطح، وتحدث ظاهرة التشتت عندما تنتقل الموجات الطويلة بشكل أسرع من الموجات القصيرة، وتوجد علاقة بين طول الموجة والفترة التي يستغرقها انتشارها والتي تؤثر على سرعتها.
- الوصف: تتميز الموجات السطحية بشكل مخروطي، حيث تنحدر قمة الموجة بشكل تدريجي حتى تصل إلى القاع الذي يكون مسطحًا الشكل.
- طاقة الأمواج: توجد علاقة بين سعة الأمواج وترددها، حيث تتناسب مع مربع السعة ومربع التردد، ويمكن من خلالها تحديد مقدار الطاقة المنتقلة من موجة إلى أخرى.
