يقدم لك موقع الموسوعة بحثا عن خصائص الموجات وأنواعها والتصنيفات المختلفة لهذه الموجات، فالفيزياء تعتبر جزءا أساسيا من حياتنا، إنها حتى الحياة نفسها، ولذلك يجب عليك فهمها ودراستها بشكل جيد لتتمكن من فهم كل ما يحيط بك.
المقصود بالموجات
يقصد بالموجات أنها شكلا من أشكال انتقال الطاقة في وسط مادي، وتحدث الموجات في الأوساط المختلفة حيث تنتقل هذه الطاقة من مكان إلى آخر دون نقل الجزيئات الخاصة بالوسط بشكل دائم.
باستثناء الموجات الكهرومغناطيسية، التي لا تحتاج إلى وسط مادي لنقلها من مكان إلى آخر، بسبب خصائصها التي تسمح لها بالانتقال في الفراغ.
تتميز الموجات الكهرومغناطيسية بسرعات فائقة نظرا لأنها تسير بسرعة الضوء، وتكون سرعة الموجات الكهرومغناطيسية مساوية لـ 300 مليون متر في الثانية.
بحث عن خصائص الموجات
تتميز الموجات بخصائص مختلفة، مما يسهل عملية تصنيفها، حيث تكون بعض الموجات ذات طاقة عالية وأخرى طاقتها منخفضة.
ويمكن تحديد خصائص الموجات في النقاط التالية:
تردد الموجات
- تردد الموجة يشير إلى عدد مرات تكرار الموجة نفسها في فترة زمنية محددة.
- ويترتب على المفهوم الموجي مفهوم سرعة الموجة وطولها.
- والوحدة التي يمكن من خلالها قياس تردد الموجات هي الهرتز، وهي وحدة عالمية.
- يمكن توضيح قانون الموجات بأنه عبارة عن ع = ت* λ
- حيث “ت” هو التردد الخاص بالموجات و”ع” يشير إلى سرعة انتشار الموجات.
- بينما λ هو طول الموجة والمعروف أيضا بـ “لامبدا
- عندما تنظر إلى القانون، ستكتشف أن هناك علاقة عكسية بين الطول الموجي والتردد، حيث يقل التردد عندما يزداد الطول الموجي والعكس صحيح.
طول الموجات
- يمكن قياس طول الموجة المتعرضة عن طريق حساب المسافة بين قمتين أو قاعين متتاليين في أي موجة من هذه الموجات.
- يمكن حساب طول الموجة الطولية عن طريق قياس المسافة بين أي ضغط والضغط الذي يليه في الموجة، أو المسافة بين تخلخل والتخلل الذي يليه في الموجة.
- وحدة القياس للطول الموجي هي نفسها وحدة القياس للطول في العالم بأسره، إذ يتم قياس الطول بالمتر وكذلك طول الموجات يقاس بنفس الطريقة.
الزمن الدوري للموجات
- يمكن حساب الفترة الدورية لأي موجة عن طريق حساب الوقت الذي يستغرقه انتقال هذه الموجة من نقطة إلى أخرى.
- وحدة قياس الزمن الدوري للموجات هي الثانية.
سعة الموجات
- ترتبط طاقة الموجات بشكل وثيق بسعتها، فهي من الخصائص التي تؤثر مباشرة على مقدار الطاقة المحتواة في الموجة.
- يمكن تحديد سعة الموجة عن طريق حساب المسافة بين ذروة الموجة وقاعها.
- مستوى عدم وجود حركة موجبة فيه هو وقاع الموجة، وهو المستوى الذي يتزن فيه المادة المنتقلة عبر الموجة.
- يمكن قياس السعة بنفس قواعد قياس الطول، أي يتم حساب السعة باستخدام وحدات الطول.
سرعة انتشار الموجات
- كما اتفقنا من قبل، فإن الموجات إما تنتقل في وسط مادي أو تكون موجات كهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ.
- يمكن حساب سرعة انتشار الموجات عن طريق حساب سرعة حركة الموجات في الوسط أو الفضاء.
- ويمكن قياس سرعة انتشار الموجات من خلال استخدام وحدات قياس الطول على وحدات الزمن.
- وحدة قياس سرعة انتشار الموجات هي المتر/الثانية، وهي الوحدة المستخدمة عالميا لقياس السرعة.
طاقات الموجات
- كل موجة من الموجات لديها طاقة محددة، ويمكن لهذه الطاقة أن تنتقل من الموجات إلى أي شيء آخر.
- تعتبر هذه الخاصية واحدة من أهم خصائص الموجات التي يجب أن نهتم بدراستها.
- تعتمد طاقة الموجة على طاقة الموجة المنتقلة، بالإضافة إلى مربع التردد ومربع السعة الموجية، بالإضافة إلى تناسب الطاقة مع السعة كما ذكرنا سابقا.
تصنيف الموجات
هناك أكثر من طريقة لتصنيف الموجات المختلفة ، وتعتمد كل طريقة من هذه الطرق على معيار محدد للتصنيف ، ويمكن تقسيم الموجات إلى:
تقسيم الموجة علي حسب اتجاه الانتشار
إن الأمواج تختلف في طريقة انتشارها، ويمكن تصنيف الموجات اعتمادا على طريقة انتشارها إلى نوعين:
- أمواج مستعرضة
والأمواج المستعرضة هي الأمواج التي تتكون من قمة وقاع. على سبيل المثال، إذا أخذنا أمواج البحر، سنجد أنها تظهر في شكل محدد يرتفع وينخفض، فلها قمة وقاع.
يتم حساب طول الموجة الموازية عن طريق حساب المسافة بين القمتين المتتاليتين أو القاعين المتتاليين، وتنتشر الموجات الموازية بشكل عمودي.
- أمواج طولية
وهي الموجة التي تتشكل من ضغوط وانفراجات مختلفة، وسنجد أن الموجة الطولية الواحدة قد تتكون من عدة ضغوط أو انفراجات.
ومن أمثلة الموجات الطولية المعروفة هي الموجة الصوتية، حيث يحدث ضغط بين جزيئات الهواء عندما تضغط معا، ويحدث تخلخل بين الجزيئات عندما تبتعد عن بعضها.
تنتشر الأمواج الطولية في نفس اتجاه الموجة، حيث تتحرك بشكل مواز لتموج الوسط.
تقسيم الموجة علي حسب الوسط
- أمواج تحتاج إلي وسط
هي الأمواج الميكانيكية التي تنتقل من مكان إلى آخر في وسط أو مادة محددة، محملة بطاقتها الخاصة.
يمكن أن تتحرك الموجات في أوساط متنوعة، سواء كانت أوساط خطية أو محددة أو متجانسة، أو حتى وسط مناح متماثل في بعض الحالات.
- أمواج تنتقل في الفراغ
هذه هي الموجات التي لا تحتاج إلى وسط للانتقال فيه، بل تنتقل في الفراغ مثل الضوء القادم من الشمس الذي لا يحتاج إلى مادة وسيطة للانتقال من خلالها.