عند البحث عن حركة موجة كاملة، فإن الموجة عبارة عن اضطراب منتشر ينقل الطاقة في اتجاه انتشارها، أو بعبارة أخرى، هو اضطراب ينقل الطاقة من نقطة إلى أخرى في اتجاه حركة الموجة، وهناك اثنان أنواع حركة الموجة: حركة الموجة الميكانيكية وحركة الموجة المغناطيسية، وسأرجع إلى شرح مفصل في هذه المقالة.
مقدمة لدراسة حركة الموجة الكاملة
يمكن تعريف حركة الموجة بأنها الاضطراب الذي يحدث في وسط عندما يتحرك كل جزء من هذا الوسط من نقطة إلى أخرى. الزلازل وأنواع أخرى من حركة الأمواج.
أنظر أيضا: دراسات حول خصائص وفوائد الصنوبريات
ما هي الموجة
الموجة هي اضطراب فوري يتحرك في الوسط الذي يحيط بمصدر الاضطراب، في اتجاه معين وبسرعة معينة، وينقل الطاقة في نفس اتجاه الانتشار.لا تتحرك جسيمات الوسط إلى مكان آخر .
خصائص الموجة
- الطول الموجي: هو المسافة بين قاعين متتاليين أو المسافة بين قمتين متتاليتين وهذا للموجات المستعرضة. أما بالنسبة للموجات الطولية، فإن الطول الموجي لها هو المسافة بين تمددين متتاليين أو المسافة بين ضغطين متتاليين، ويقاس هذا الطول الموجي بالأمتار وكسور المتر.
- الوقت الدوري: هذا هو الوقت الذي تستغرقه موجة كاملة لعبور نقطة ما ويتم قياس هذا الوقت الدوري بالثواني، بمعنى آخر هو الوقت الذي يستغرقه الجسم المهتز حتى يمر عبر نفس النقطة مرتين أثناء حركة الجسم. على التوالي في اتجاه واحد والوقت اللازم لجسم الاهتزاز لإكمال اهتزاز كامل.
- التردد: أي. نسبة تكرار الموجة نفسها خلال وحدة زمنية، أي الوقت الذي يستغرقه الجسم لإكمال ذبذبة أو دورة واحدة ويرتبط التردد بطول الموجة أيضًا بسرعته وهناك علاقة عكسية بين التردد وطول الموجة وكلما زاد الطول الموجي، يتناقص التردد.
- السعة: يؤثر اتساع الموجة على مقدار طاقتها والسعة هي المسافة بين قمة أو قاع الموجة بمستوى الصفر وهو المستوى الذي تختفي عنده حركة الموجة أو بعبارة أخرى مستوى توازن الوسيط الذي ينقل الموجة وموجات الاتساع تقاس بوحدات الطول.
- سرعة انتشار الموجة: هي السرعة التي تنتقل بها الموجة في وسط أو فراغ ويمكن القول بأنها السرعة التي تستعيد بها الموجة. / ثانيا.
- طاقة الموجة: هذه من أهم خصائص الأمواج لأنها تتيح لنا معرفة الطاقة المنقولة من موجة إلى شيء آخر، وهذه الطاقة المنقولة من موجة تتناسب مع مربع السعة، مربع التردد. وسرعته.
تصنيف الموجات حسب اتجاه انتشارها
وفقًا لاتجاه الانتشار، تنقسم الموجات إلى طولية وعرضية:
- الموجة الطولية: تتكون الموجة الطولية الواحدة من خلخلة واحدة وانضغاط واحد. على سبيل المثال، بالنسبة للموجة الصوتية، يكون الضغط هو ضغط جزيئات الهواء وقربها من بعضها البعض، بينما الخلخ هو مسافة جزيئات الهواء من بعضها البعض، وللحصول على أي مثال آخر.
- ومن الأمثلة على الموجات الطولية الموجات الصوتية، أما بالنسبة لنقل الموجات الصوتية في الهواء أو أي غاز غير الهواء فهي تنتقل على شكل موجات طولية ناتجة عن الخلخلة والضواغط.
- الموجة المتقاطعة: تتكون الموجة المتقاطعة من قمة وقاع. على سبيل المثال، بالنسبة لموجة المياه في البحار، تظهر هذه الموجة على أنها ارتفاع وانخفاض منسوب المياه، وهذا ما يعرف باسم القمة والحوض، أي ارتفاع وانخفاض منسوب المياه من خلال الارتفاع و سقوط الموج.
- يمكن تعريف القمة والموجة المستعرضة على أنها أعلى نقطة وصل إليها اضطراب الموجة، أو أقصى نهاية للإزاحة في الاتجاه الموجب، بينما القاع هو عكس القمة، أي أقصى نهاية للإزاحة في الموجب اتجاه. الاتجاه السلبي، أو أدنى نقطة تصل إليها الموجة، بينما تتكون الموجة المستعرضة من قمم متعددة وقيعان متعددة ؛
- أما الموجة الطولية فهي تتحرك بالتوازي مع تموجات الوسط أي تنتشر في نفس اتجاه الموجة بينما تنتشر الموجة المستعرضة بشكل عمودي على تموجات الوسط وهناك نوع ثالث وهو موجة سطحية، تكون الحركة منها عبارة عن حركة دورانية على سطح الوسط وتنخفض هذه الموجات كلما تحركنا باتجاه الوسط.
أنظر أيضا: دراسة الديدان المفلطحة والديدان الأسطوانية
انتقال الموجة بمواد مختلفة
يمكن أن تحدث الموجات الطولية أو الموجات المستعرضة بسبب الأجسام الصلبة، لكن سرعة الانتشار الطولي للمواد في الأجسام الصلبة أكبر من سرعة الانتشار العرضي للمادة بسبب قوة التماسك بين جسيمات المواد الصلبة.
الموجات الدورية: هي موجات تتكرر بانتظام وبنفس الطريقة ولفترات زمنية متساوية. إذا كان الاضطراب الذي يولد الموجة ناتجًا عن اهتزاز يكرر نفسه كل فترة زمنية معينة، فإن الموجة تُعرف باسم الموجة الدورية ويمكن وصفها بطول الموجة والتردد.
حركة الاهتزاز: هي حركة دورية يتحرك فيها الجسم المهتز في كلا الاتجاهين من مكان ثباته بالتناوب والموحد، أي أن وقت الحركة في اتجاه واحد هو نفس وقت الحركة في الاتجاه الآخر، و تعمل القوة المؤثرة على الجسم المهتز في الاتجاه المعاكس لاتجاه الإزاحة وبالتالي تسمى قوة الاستعادة.
أحد أنواع الحركة الاهتزازية هو حركة البندول البسيط، والبندول البسيط عبارة عن كرة متصلة بخيط غير معروف الوزن ولا تتمدد، وتهتز الكرة، وعندما تكون كرة البندول مستقرة، مجموع القوى المؤثرة عليه يساوي صفرًا، لأن قوة الشد لأعلى لهذا الخيط تساوي وزن الكرة المتجه لأسفل.
الحركة التوافقية البسيطة: هي نوع من الحركة الاهتزازية تكون فيها قوة الاستعادة متناسبة طرديًا مع الإزاحة التي تحدث للجسم في الاتجاه المعاكس لها، أو أنها حركة يتناسب فيها تسارع الجسم بشكل مباشر مع حجم الإزاحة من موضع التوازن واتجاه التسارع معاكس لاتجاه التوازن.
تصنيف الموجات على أساس المتوسط
- الموجات الكهرومغناطيسية: لا يحتاج هذا النوع من الموجات إلى وسيط لتنتشر ويمكن لهذه الموجات أن تنتشر في الفراغ ويتم إنشاؤها عن طريق اهتزاز المجالات الكهربائية والمغناطيسية. من أمثلة حركة الموجات الكهرومغناطيسية: الضوء وأشعة جاما وموجات الراديو.
- الموجات الميكانيكية: هي موجات ناتجة عن مصدر اهتزازي، مثل سلسلة اهتزازية أو شوكة رنانة، وتحتاج هذه الموجات إلى وسيط مادي لجزيئات الوسط المراد نقلها، حيث تهتز بنفس تردد الاهتزاز. مصدر الطاقة ونقلها في اتجاه انتشارها، ولا يمكنهم الانتشار في الفراغ.
هناك شروط معينة ضرورية لإنتاج الموجات الكهرومغناطيسية: وجود مصدر متذبذب، وحدوث اضطرابات تنتقل من المصدر المتذبذب إلى وسط المادة، ووجود وسط مادة مرن، وهذا الوسط هو الذي يحمل هذا الاهتزاز.
خصائص الموجات الصوتية
- الحركة الاهتزازية: هي تأثير الصوت على جزيئات الوسط الذي ينتشر فيه، وبالتالي يتسبب في اهتزازها وتسبب الاضطراب، أو التأثير الذي يحدث من خلال الموجات على الوسط الذي تمر خلاله هذه الموجات، بغض النظر عن جودة الصوت. الوسيط الذي تمر من خلاله هذه الموجات.
- شدة الصوت: أي كمية أو كمية من الطاقة الصوتية تنتجها الموجات الصوتية، وشدة الصوت هي تأثير الموجات على الفضاء عندما تمر عبر موقع معين، أي أن كمية الطاقة الصوتية التي تنتجها الموجات الصوتية هي سنتيمتر مربع واحد في الوسط: تُقاس شدة الصوت جسديًا بالديسيبل.
- سرعة الصوت: تختلف هذه السرعة باختلاف الوسط الذي تنتقل فيه الموجات الصوتية. تؤثر درجة الحرارة على سرعة الصوت. سرعة الصوت في الوسط الصلب أعلى من سرعة الصوت في الوسط الغازي أو المائي.
أنظر أيضا: البحث الشامل عن اللدغة
الاستنتاج الكامل لدراسة حركة الموجة
في نهاية رحلتنا بدراسة كاملة لحركة الموجة، خلال هذه الدراسة، قدمت شرحًا كاملاً ومفصلاً لحركة الموجة، وتعريف الموجة وخصائصها، وأنواع الموجات وكيفية انتقالها في أجسام مختلفة. من حولنا في هذا الكون.