بحث عن خصائص الموجات

المقصود بالموجات

الموجات هي شكل من أشكال انتقال الطاقة في وسط مادي، تحدث عادة في الأوساط المختلفة، حيث تنتقل هذه الطاقة من إحدى الأماكن الي الأخرى دون نقل الجزيئات الخاصة بالوسط بصورة دائمة، فيما عدا الموجات الكهرومغناطيسية والتي لا تحتاج لوسط مادي لكي تنتقل من مكان إلى آخر، بسبب خصائصها التي تمكنها من الانتقال في الفراغ.

تمتاز الموجات الكهرومغناطيسية بسرعاتها الفائقة لأنها تسير بسرعة الضوء، حيث توازى سرعتها 300مليون متر في الثانية.

خصائص الموجات

تمتاز الموجات ٍبوجود مجموعة من الخصائص المختلفة، والتي تسهل عمليات تصنيفها، فبعض الموجات ذات طاقة عالية وآخري لها طاقة منخفضة. ويمكن تحديد خصائص الموجات في النقاط التالية:

تردد الموجات

يقصد بتردد الموجة معدل تكرار هذه الموجة لنفسها في وقت معين من الزمن. ويرتبط المفهوم التردد الموجي بمفهوم سرعة الموجة وطولها. ويمكن قياس تردد الموجات بوحدة الهيرتز، وفيما يلي القانون الخاص بالموجات:

ع = ت× λ

"ت"= التردد الخاص بالموجات

"ع" = سرعة انتشار الموجات

=λ طول الموجة ويعرف أيضا بـ "لامدا"

ويتضح من القانون بأن العلاقة بين الطول الموجي والتردد علاقة عكسية، فكلما زاد طول الموجة قل التردد الخاص بالموجة والعكس صحيح.

طول الموجات

يمكن تحديد الطول الموجي للموجة المتعرضة من خلال القيام بحساب المسافة التي بين قمتين أو قاعين متتاليين في أي موجة من هذه الموجات.

أما الموجة الطولية فيمكن حساب طولها من خلال حساب المسافة بين أي تضاغط والتضاغط الذي يليه في الموجة، أو المسافة بين التخلخل والتخلل الذي يليه في الموجة.

ووحدة القياس الخاصة بالطول الموجي هي نفسها وحده القياس الخاصة بالطول في العالم كله، فالطول يقاس بالمتر وكذلك طول الموجات يقاس بنفس الطريقة.

الزمن الدوري للموجات

يمكن حساب الزمن الدوري لأي موجة بحساب الوقت الذي تتطلبه هذه الموجة في الانتقال من نقطة وعبور نقطة أخري. ووحدة قياس الزمن الدوري للموجات هي الثانية.

سعة الموجات

ترتبط طاقة الموجات ارتباط وثيقاً بسعتها، فهي من الخصائص التي تؤثر بصورة مباشرة على مقدار الطاقة التي تحتويها الموجة.

ويمكن تحديد سعة الموجة من خلال حساب المسافة بين القمة الخاصة بالموجة والقاع الخاص بها.

وقاع الموجة هو المستوى الذي لا يوجد به أي حركة موجبة، فهو المستوى الذي تتزن فيه المادة التي تنتقل عبرها الموجة.

ويمكن قياس السعة باتباع نفس قواعد قياس الطول، أي انه يتم حساب السعة بالوحدات الخاصة بالطول.

سرعة انتشار الموجات

سرعة انتشار الموجات يمكن حسابها من خلال حساب سرعة تحرك الموجات في الوسط أو الفضاء.

ويمكن قياس سرعة انتشار الموجات من خلال استعمال وحدات قياس الطول على الوحدات الخاصة بقياس الزمن. وتستخدم وحدة متر/ ثانية لقياس سرعة انتشار الموجة، وهي الوحدة التي تستعمل عالمياً لقياس السرعة.

طاقات الموجات

تمتاز كل موجة من الموجات بان لها طاقة محددة، والتي من الممكن أن تنتقل من الموجات إلى أي شيء آخر، وتعتبر هذه الخاصية من اهم خصائص الموجات.

تصنيف الموجات

تتعدد طرق تصنيف الموجات، وتعتمد كل طريقة من هذه الطرق على معيار محدد للتصنيف، ويمكن تقسيم الموجات إلي:

• حسب اتجاه الانتشار

تختلف الأمواج في طريقة انتشارها، ويمكن تصنيف الموجات اعتماداً على طريقة انتشارها الي نوعين:

أمواج مستعرضة

وهي الأمواج التي تتكون من قمة وقاع، فأمواج البحر علي سبيل المثال، تظهر في شكل محدد يرتفع وينخفض فهي ذات قمة وقاع.

ويتم حساب طول الموجة المستعرضة من خلال حساب المسافة بين القمتين المتتاليتين او القاعين المتتاليين، وتنتشر الموجات المستعرضة بصورة عمودية.

أمواج طولية

وهي الموجة التي تتكون من تضاغطات وتخلخلات مختلفة، فالموجة الطولية الواحدة تتكون من عدة تضاغطات أو تخلخلات.

ومن أشهر الأمثلة عليها الموجة الصوتية، فضغط جزيئات الهواء معاً يسبب تضاغط بينما تباعد الجزيئات عن بعضها يسبب تخلخل في الجزيئات.

• حسب الوسط

أمواج تحتاج إلى وسط

وهي الأمواج الميكانيكية، والتي تعبر من مكان إلى آخر في وسط أو مادة محددة، محملة بالطاقة الخاصة بها.

ومن الممكن أن تكون الأوساط التي تنتقل فيها الموجات أوساط خطية، أو أوساط محددة، أوساط متجانسة، أو في بعض الحالات الوسط المتماثل المناحي.

أمواج تنتقل في الفراغ

وهي الأمواج التي لا تحتاج إلى وسط لتنتقل فيه، فهي تنتقل في الفراغ مثل: الضوء الذي يأتي من الشمس فهو لا يحتاج لمادة تعمل كوسط لينتقل من خلالها.

المراجع

"Wave Motion", www.encyclopedia.com , Retrieved 27-3-2018. Edited.

Claudia Cenedese, Ronald A.R. Tricker, "Wave"، www.britannica.com , Retrieved 27-3-2018. Edited.

WILLIAM HARRIS, "How the Doppler Effect Works"، www.science.howstuffworks.com , Retrieved 27-3-2018. Edited.

"PROPERTIES OF WAVES INCLUDING LIGHT AND SOUND", www.osboskovic.edu.rs , Retrieved 27-3-2018. Edited.Page 1.