طور موجة

طور موجة أو طور حركة اهتزازية، (بالإنكليزية: phase) هو جزء من طول موجة، له أهميته من وجهة توافق الموجات ذات طول موجة واحد أو عدم توافقها.

Simple harmonic motion; A is the amplitude and T is the period

ويمكن اعتبار طورالموجة أو طور التردد مثالا للحركة التوافقية البسيطة. وينطبق نفس النظام على الحركة الموجية الجيبية المساعدة عند نقطة ما في المكان ولمدة فترة زمنية ، أو عبر مسافة معينة وعند نقطة معينة من الزمن. والحركة التوافقية البسيطة ما هي إلا إزاحة تتغير دوريا كما يوضحها الشكل.

ويمكن وصف تغير الإزاحة x مع الزمن (t) بالعلاقة:

$x(t) = A\cdot \sin(2 \pi f t + \theta),\,$

حيث: A المطال وهو النهاية العظمى للإزاحة ،

T زمن الدورة

f التردد.

$\theta$ هي طور الموجة والتي تحدد الإزاحة الابتدائية عند الزمن t = 0.

والحركة بالتردد f يقترن بزمن دورة الموجة $T=\frac{1}{f}.$  

ويلفت نظرنا أن رغم اختلاف دالة الإزاحة الابتدائية  $\cos(2 \pi f t + \theta)\,$  عن الدالة الجيبية الموصوفة أعلاه إلا أنهما يتميزان بنفس الطور.

اختلاف طور موجتين لهما نفس التردد

شكل يوضح علاقة الدالة الموجية بالحركة الدائرية . المطال هو أكبر قيمة ل x . تبدأ الموجة عندما تكون x = المطال والزاوية صفر ، أما إذا بدأت الموجة عند الزاوية 10 درجة مثلا فنقول أن "انزياح الطور" = 10 درجات بين الموجتين .

نعتبر حركة موجة جيبية طبقا للمعادلة :

$y(t)=\hat y \sin(\omega t+\varphi_0)$

وأردنا تطبيقها في حالة التيار المتردد نحصل على الآتي :

• التردد الزاوي $\,\omega=2\pi f=2\pi/T$.. راديان/ثانية

حيث : التردد f هرتز

وزمن الدورة T ثانية.

• زاوية الطور $\varphi (t) =\omega t + \varphi_0$

• زاوية الطور الصفرية $\varphi_0$ هي زاوية الطور عند الزمن$t=0$.

• فرق زاوية الطور هو الفرق بين طوري موجتين لهما نفس التردد وبالتالي نفس طول الموجة.

ولنأخذ مثال الجهد المتردد $u(t)=\hat u \cos(\omega t+ \varphi_u)$

ونقارنه بالتيار:

$i(t)=\hat \imath \cos(\omega t+ \varphi_i)$ 

تصبح هذه الزاوية فرق زاوية الطور :

• $\varphi\,$ أو بالأحرى $\varphi_{ui} =\varphi_u -\varphi_i\;$).

انزياح الطور

توضيح انزياح الطور ، وهو يقاس بالزاوية "ثيتا" (راديان).

يوضح الشكل انزياح الطور بين موجتين لهما نفس التردد. ويقدر انزياح الطور بالزاوية $\scriptstyle \theta$ .

وبالنسبة إلى موجة جيبية طويلة لا نهائية يكون التغير في الراوية $\scriptstyle \theta$ مساويا للإزاحة الزمنية بين الموجتين.

فإذا كانت $\scriptstyle x(t)$ الفارق الزمني $\scriptstyle \begin{matrix} \frac{1}{4} \end{matrix}$  للدورة ،

تصبح :

= $x(t - \begin{matrix} \frac{1}{4} \end{matrix}T) \,$
$= A\cdot \cos(2 \pi f (t - \begin{matrix} \frac{1}{4} \end{matrix}T) + \theta) \,$
	$= A\cdot \cos(2 \pi f t - \begin{matrix}\frac{\pi }{2} \end{matrix} + \theta ),\,$

ويصبح "طورها" $\scriptstyle \theta - \begin{matrix}\frac{\pi }{2} \end{matrix}.$  

قد انزاح بمقدار:

$\begin{matrix}\frac{\pi }{2} \end{matrix}$ راديان.

اتساق الطور

موجات في نفس الطور ، (كما في الليزر).

موجات مختلفة الأطوار ، (كالضوء المنبعث من مصباح عادي ).

Left:اليسار: جزء حقيقي ل موجة مسطحة تنتشر من أعلى إلى أسفل . اليمين : نفس الموجة وفي وسطها جزء عانى انزياحا في الطور ، مثلا عند مروره خلال لوح زجاجي متغير السمك .

يعبر اتساق الموجات في الفيزياء عن صلاحية موجة لكونها في مرحلة معينة من الطور متوافقة مع أطوار موجات أخرى .

وفي الفيزياء تصف ميكانيكا الكم الجسيمات على أنها موجات . وهي تستخدم أنواعا من الدوال الموجية المركبة ، ونظرا لأن مربع مطال الموجة يتناسب مع احتمال وجود الجسيم عند نقطة معينة ، فتكون الدالة الموجية مرتبطة بالطور. وتتيح رياضة الأعداد المركبة لوصف التداخل بين الموجات التي تعبر عنها ميكانيكا الكم . ولذلك يتحكم طور الجسيم في خصائصه الكمومية.

اقرأ أيضا

• تردد فراغي
• طول موجة
• العدد الموجي
• تداخل
• قياس التداخل
• قانون براج
• حيود براج
• تذبذب
• مرشح التداخل
• صوت