يتضمن مصطلح الموجات في الفيزياء أي حركة اهتزازية أو اضطرابية تؤدي إلى ذبذبة تنتقل عبر الوسط بدون نقل الوسط نفسه، وتختلف سرعة وانتشار الموجة بناءً على الوسط وتكوينه .
تعتبر الأمواج مصطلحاً شائعاً ومتداولاً وليس بحاجة إلى شرح معقد، ويمكننا توضيح مظهرها ووصف حركتها عن طريق الأمثلة الحياتية البسيطة التي نشهدها يومياً، على سبيل المثال، عندما نرمي حجراً في بركة ماء، نشاهد دوائراً متداخلة تتحرك من الداخل إلى الخارج وتتشعب، وهذه هي الأمواج. ويوجد الحركة الموجية في كل مكان حولنا حتى لو لم نستطع رؤيتها بالعين المجردة، فالصوت والضوء ينتقلا عن طريق الأمواج.
لفهم عالم الموجات وخصائصها وتصنيفها وأنواعها وفهم طبيعتها، يمكنك الاطلاع على موسوعتنا الشيقة وعدم مغادرتها.
خصائص الموجات
للموجات طبيعة مختلفة فهناك الموجات التي تتميز بطاقة عالية والموجات الأخرى التي لها طاقة منخفضة ، لذلك نُقدم لكم بحث عن خصائص الموجات من خلال السطور التالية.
تعريف الموجة
تمثل الموجة صورة لحركة الطاقة من وسط إلى وسط دون نقل الوسط ذاته.
ويتم تصنيف الموجات حسب معيارين :-
- المعيار الأول :يعتمد على الوسط الذي ينتشر فيه؛ هل تحتاج إلى وسط للانتشار أم لا؟ .
- المعيار الثاني : يعتمد على انتجاه انتشار الموجات .
تصنيفات الموجات
تصنيف الموجات حسب وسط الانتشار
تنقسم الموجات إلى نوعين هما الموجات الميكانيكية والكهرومغناطيسية، لنتعرف عليهما.
- موجات ميكانيكية : هذه الموجات تحتاج إلى وسط لتسير فيه أو تنتقل من خلاله، مثل الموجات الصوتية .
- موجات كهرومغناطيسية :تتميز الموجات التي لا تحتاج إلى وسط لنقلها، مثل الموجات الضوئية وأشعة الشمس التي تصلنا من الفضاء الخارجي وأمواج الراديو التي تستخدم في الأجهزة المحمولة والتلفزيون وجهاز الراديو واللاسلكي، بأنها تنتقل عبر الفراغ والهواء ولا تحتاج إلى وسط لنقلها. يتم استقبال هذه الموجات من خلال الأجهزة وتحويل الاهتزازات إلى إشارات صوتية. وتم اكتشاف هذه الموجات من قبل العالم الفيزيائي (جيمس ماكسويل) في القرن التاسع عشر.
- في عام ١٩٨٦، استخدم العالم هيرتز موجات الراديو التي اكتشفها ماكسويل ليصبح أول شخص يرسل ويستقبل هذه الموجات.
تصنيف الموجات من حيث اتجاه الانتشار
موجات طولية : هي الأمواج التي تتألف من تضغطات وتخلخلات مثل الموجات الصوتية.
موجات مستعرضة : وهي الأمواج التي تتكون من قمة وقاع مثل موجات حركة الماء.
الخصائص الفيزيائية للموجات
- الطول الموجي : طول الموجة للموجات يختلف باختلاف نوعها، فإذا كانت الموجات طولية يتم حساب طول الموجة بمقدار المسافة بين اثنين من التضاغطات المتتالية أو التخلخلات المتتالية
- إذا كانت الموجات مستعرضة، فإن الطول الموجي يتم قياسه بالمسافة بين قمتين متتاليتين أو بين قاعين متتاليين، ويتم قياس الطول الموجي باستخدام وحدات الطول، مثل المتر وأجزائه.
- الزمن الدوري : هو الزمن اللازم لعبور موجة كاملة ويتم حسابه بالثواني.
- تردد الموجة : التردد هو نسبة تكرار الموجة في وحدة الزمن، ووحدة قياس التردد هي الهرتز.
- يتناسب تردد الموجة عكسيًا مع طولها الموجي، حيث ينخفض التردد كلما زاد الطول الموجي للموجة .
- السعة : هو المسافة بين القاع والقمة في الموجة المتعرجة، ويتحكم في طاقتها السعة التي تحتويها الموجة .
- سرعة انتشار الموجة : يشير المصطلح إلى سرعة انتشار الموجة في الهواء أو وسط معين، أو السرعة اللازمة لتكرار الموجة بنفسها مرة أخرى.
- طاقة الموجة : تتميز الموجة بخصائص تمكننا من معرفة الطاقة المتنقلة منها إلى أي شيء آخر، وتتناسب طاقتها مع مربع ترددها ومع مربع السعة.
