موجة

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

الموجة (ج موجات؛ وتسمى أيضا الموج [ج أمواج]) في الفيزياء هي أحد أشكال انتقال الطاقة، تتحرك الموجات في وسط مادي (باستثناء الموجات الكهرومغناطيسية وبعض أشكال الجزيئات الكمّية ذات الخصائص الموجية)، حيث تنتقل فيه الموجات وتنقل الطاقة من مكان إلى آخر بدون إزاحة جزيئات الوسط بشكل دائم، أي أنه لا تنتقل أي كتلة مع انتقال الموجة، ولكن جزيئات الوسط تتحرك بشكل متعامد أو مواز لاتجاه حركة الموجة حول موقع ثابت. وتنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ، أي من دون لزوم تواجد وسط مادي. ويعتبر الضوء وموجات الراديو وأشعة إكس وأشعة جاما أمثلة من الموجات الكهرومغناطيسية. ومن خصائص الموجات الكهرومغناطيسية أنها تنتشر في الفراغ بسرعة الضوء، والذي تقدر سرعته بالتقريب 300.000.000 متر في الثانية.

تكسر موجة على شاطيء صخري

للموجات صفة الدورية، فالموجات تكون عادة تكرار لنمط ما من الشدة في فترات زمنية متتابعة بفترة فاصلة ما بينهم، ويسمى عدد الموجات المارة في مقطع ما مقسوما على وحدة الزمن، التردد.

تسمى المسافة الافقية التي تقطعها الموجة الواحدة طول الموجة.

الاوساط المادية[عدل]

تنتشر الأمواج في أنواع متعددة من الأوساط الفيزيائية، التي يشترط بها بعض التماسك لتأمين نقل الإشارات الموجية، ويمكن تصنيف الوساط التي تنتشر بها المواج حسب خواصها الفيزيائية :

  • وسط خطي linear medium : وهو وسط يمكن فيه جمع مطالات الأمواج في أي نقطة عند اجتماع موجتين فيها.
  • وسط محدد bounded medium : وهو الوسط المحدود القياس، وإلا صنف أنه غير محدد.
  • وسط متجانس uniform medium : إذا كانت الخواص الفيزيائية لجميع نقاط الوسط متشابهة.
  • وسط متماثل المناحي isotropic medium : إذا كانت الخواص الفيزيائية للوسط متماثلة في جميع الاتجاهات.

الخواص المميزة للأمواج[عدل]

موجة صغيرة تصطدم بصخور على أحد شواطئ الإسكندرية.

تتميز الأمواج عن الجسمات بامتلاكها مجموعة من السلوكيات الفيزيائية :

  • الانعكاس Reflection ويقسم إلى انعكاس منتظم وانعكاس غير منتظم
  • التداخل Interference ويقسم إلى تداخل بناء وتداخل هدام

أنواع الأمواج[عدل]

موجة عرضية.
موجة النابض (كمثال للموجة الطولية).

يمكن تقسيم الأمواج إلى أمواج طولية وأمواج عرضية.

  • الأمواج العرضية هي الأمواج التي يكون فيها منحى التموج متعامدا مع منحى انتشار الموجة مثل موجات الماء والحبل المتحرك والموجات الكهرومغنطيسيه، وتكون على شكل قمه وقاع.

تنتقل الموجات العرضية(المستعرضة) في الوسط المرن (مثل الجسم الصلب والسطح الحر للسائل) الذي تتوافر بين جزيئاته قوى تماسك كافية ليتمكن الجزئ المهتز من تحريك الجزيئات المجاورة لة بأتجاه عمودي على اتجاه انتشار الموجة.

  • الأمواج الطولية: يكون منحى التموج موافقا لمنحى الانتشار في الأمواج الطولية مثل امواج النابض وامواج الصوت.وتكون على شكل تضاغط وتخلخل.

تنتقل في الأوساط المختلفة (صلب وسائل وغاز) لانها لا تحتاج إلى قوى تماسك كبيرة بين الجزيئات.

الوصف الفيزيائي للأمواج[عدل]

مفاهيم أساسية[عدل]

  1. طول الموجة Wavelength: اتفق على أن طول الموجه هوالمسافة بين قمتين متتاليتن أو بين قاعين متتالييين، وتقاس طول الموجة بالمتر.
  2. التردد Frequency أو التواتر:هو مقدار تكرر الموجة الواحدة ذات الطول الموجي المتفق عليه في كل وحدة زمن. ويعرف بالعلاقة التالية.

N=1/T حيث Tه

العلاقات الأساسية[عدل]

د = 1 \ن

د هو تردد الموجة ووحدته القياسية الهيرتز، أو 1/ثانية.

ن هو الزمن بين بداية ونهاية موجة واحدة، أو الزمن بين قمتين متتاليتين.

العلاقة بين سرعة انتقال الموجة وطولها وترددها هي:

ع = (التردد)د × (طول الموجة) ل

حيث ع هي السرعة التي تتحرك بها الموجة، ووحدتها متر في الثانية.

ل هي طول الموجة، ووحدتها متر.

د هو تردد الموجة أو تواترها ووحدته القياسية الهيرتز، أو 1/ ثانية.

وتتوقف سرعة إنتشار الموجة فى وسط على طبيعة هذا الوسط أى انها تتغير بتغير هذا الوسط . وقد تتغير سرعة إنتشار الموجة فى نفس الوسط بتغير كثافة هذا الوسط أو درجة حرارتة . يتوقف تردد الموجة على تردد المصدر وليس وسط الإنتشار .

إنظر أيضا[عدل]

مصادر[عدل]

  • Campbell, M. and Greated, C. (1987). The Musician’s Guide to Acoustics. New York: Schirmer Books.
  • French، A.P. (1971). Vibrations and Waves (M.I.T. Introductory physics series). Nelson Thornes. ISBN 0-393-09936-9. 
  • Hall, D. E. (1980). Musical Acoustics: An Introduction. Belmont, California: Wadsworth Publishing Company.
  • Hunt, F. V. (1978). Origins in Acoustics. New York: Acoustical Society of America Press, (1992).
  • Ostrovsky, L. A. and Potapov, A. S. (1999). Modulated Waves, Theory and Applications. Baltimore: The Johns Hopkins University Press.
  • Vassilakis, P.N. (2001). Perceptual and Physical Properties of Amplitude Fluctuation and their Musical Significance. Doctoral Dissertation. University of California, Los Angeles.

وصلات خارجية[عدل]