الموجة المستعرضة: الخصائص والأمثلة - جسدي - بدني - 2025

في موجات عرضية هي تلك التي يحدث التذبذب في عمودي الاتجاه إلى اتجاه انتشار الموجة. في المقابل ، فإن الموجات الطولية هي موجات يحدث فيها الإزاحة عبر الوسط في نفس اتجاه إزاحة الموجة.

يجب أن نتذكر أن الموجات تنتشر عبر وسيط بسبب الاهتزاز الذي تسببه في جزيئات الوسط المذكور. لذلك يمكن أن يكون اتجاه انتشار الموجة موازيًا أو عموديًا للاتجاه الذي تهتز فيه الجسيمات. لذلك ، يتم التمييز بين الموجات المستعرضة والموجات الطولية.

المثال الأكثر شيوعًا للموجة المستعرضة هو الموجات الدائرية التي تنتشر عبر سطح الماء عند رمي الحجر. الموجات الكهرومغناطيسية مثل الضوء هي أيضًا موجات عرضية. أما بالنسبة للموجات الكهرومغناطيسية ، فهي حالة خاصة أنه لا يوجد اهتزاز للجسيمات كما هو الحال في الموجات الأخرى.

ومع ذلك ، فهي موجات عرضية لأن المجالات الكهربائية والمغناطيسية المرتبطة بهذه الموجات متعامدة مع اتجاه انتشار الموجة. أمثلة أخرى لموجات القص هي الموجات التي تنتقل عبر موجات سلسلة وموجات S أو موجات زلزالية ثانوية.

مميزات

للموجات ، سواء كانت مستعرضة أو طولية ، سلسلة من الخصائص التي تحددها. بشكل عام ، أهم خصائص الموجة هي تلك الموضحة أدناه:

سعة الموجة (A)

يتم تعريفه على أنه المسافة بين أبعد نقطة في الموجة ونقطة توازنها. نظرًا لأنه طول ، يتم قياسه بوحدات الطول (عادةً ما يتم قياسه بالمتر).

الطول الموجي (λ)

تُعرَّف بأنها المسافة (تُقاس عادةً بالأمتار) التي يقطعها اضطراب في فترة زمنية معينة.

يتم قياس هذه المسافة ، على سبيل المثال ، بين قمتين متتاليتين (القمم هي أبعد نقطة من موضع التوازن في الجزء العلوي من الموجة) ، أو أيضًا بين واديين (أبعد نقطة من موضع التوازن عند قاع الموجة) المتتالية.

ومع ذلك ، يمكنك في الواقع القياس بين أي نقطتين متتاليتين على الموجة في نفس المرحلة.

الفترة (T)

يتم تعريفه على أنه الوقت (الذي يقاس عادةً بالثواني) الذي تستغرقه الموجة لتخوض دورة كاملة أو تذبذب. يمكن تعريفه أيضًا على أنه الوقت الذي تستغرقه الموجة لقطع مسافة تعادل طولها الموجي.

التردد (و)

يتم تعريفه على أنه عدد التذبذبات التي تحدث في وحدة زمنية ، عادةً ثانية واحدة. وهكذا ، عندما يُقاس الوقت بالثواني ، يُقاس التردد بالهرتز (هرتز). يتم احتساب التردد عادةً من الفترة باستخدام الصيغة التالية:

و = 1 / T.

سرعة انتشار الموجة (ت)

إنها السرعة التي تنتشر بها الموجة (طاقة الموجة) عبر وسيط. يقاس عادةً بالأمتار في الثانية (م / ث). على سبيل المثال ، تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة الضوء.

يمكن حساب سرعة الانتشار من الطول الموجي والفترة أو التردد.

V = λ / T = λ و

أو ببساطة قسمة المسافة التي قطعتها الموجة في وقت معين:

ت = ق / ر

أمثلة

موجات كهرومغناطيسية

الموجات الكهرومغناطيسية هي أهم حالات موجات القص. من الخصائص المميزة للإشعاع الكهرومغناطيسي أنه ، على عكس الموجات الميكانيكية التي تتطلب وسيطًا للانتشار من خلاله ، فإنها لا تتطلب وسيطًا للانتشار ويمكنها القيام بذلك في الفراغ.

هذا لا يعني أنه لا توجد موجات كهرومغناطيسية تنتقل عبر وسط ميكانيكي (فيزيائي). بعض الموجات المستعرضة هي موجات ميكانيكية ، لأنها تتطلب وسيطًا فيزيائيًا لانتشارها. تسمى هذه الموجات الميكانيكية المستعرضة موجات T أو موجات القص.

علاوة على ذلك ، كما ذكرنا سابقًا ، تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة الضوء ، والتي في حالة الفراغ تكون في حدود 3 10 ⁸ م / ث.

مثال على الموجة الكهرومغناطيسية هو الضوء المرئي ، وهو إشعاع كهرومغناطيسي يتراوح أطوال موجاته بين 400 و 700 نانومتر.

موجات عرضية في الماء

الحالة النموذجية للغاية والمرسومة للغاية للموجة المستعرضة هي تلك التي تحدث عندما يتم إلقاء حجر (أو أي جسم آخر) في الماء. عندما يحدث هذا ، يتم إنتاج موجات دائرية تنتشر من المكان الذي ضرب فيه الحجر الماء (أو بؤرة الموجة).

تسمح لنا مراقبة هذه الموجات بتقدير كيف يكون اتجاه الاهتزاز الذي يحدث في الماء متعامدًا مع اتجاه حركة الموجة.

من الأفضل رؤية ذلك إذا تم وضع عوامة بالقرب من نقطة التأثير. ترتفع العوامة وتنخفض عموديًا مع وصول مقدمات الموجات ، والتي تتحرك أفقيًا.

الأمر الأكثر تعقيدًا هو حركة الأمواج في المحيط. لا تقتصر حركتها على دراسة الموجات المستعرضة فحسب ، بل تشمل أيضًا دوران التيارات المائية عند مرور الأمواج. لهذا السبب ، لا يمكن اختزال الحركة الفعلية للمياه في البحار والمحيطات إلى حركة توافقية بسيطة فقط.

لوح على حبل

كما ذكرنا سابقًا ، هناك حالة شائعة أخرى للموجة المستعرضة وهي إزاحة الاهتزاز بواسطة سلسلة.

بالنسبة لهذه الموجات ، يتم تحديد السرعة التي تنتقل بها الموجة إلى أسفل الخيط الممدود من خلال التوتر في الخيط والكتلة لكل وحدة طول في الخيط. وبالتالي ، يتم حساب سرعة الموجة من التعبير التالي:

الخامس = (T / م / لتر) ^1/2

في هذه المعادلة ، T هو شد الخيط ، وكتلته ، و L طول الخيط.

المراجع

1. الموجة المستعرضة (الثانية). على ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 21 أبريل 2018 ، من es.wikipedia.org.
2. الإشعاع الكهرومغناطيسي (بدون تاريخ). على ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 21 أبريل 2018 ، من es.wikipedia.org.
3. الموجة المستعرضة (الثانية). على ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 21 أبريل 2018 ، من en.wikipedia.org.
4. فيدالجو سانشيز ، خوسيه أنطونيو (2005). الفيزياء والكيمياء. قمة افرست
5. ديفيد سي كاسيدي ، جيرالد جيمس هولتون ، فلويد جيمس رذرفورد (2002). فهم الفيزياء. بيرخاوسر.
6. الفرنسية ، AP (1971). الاهتزازات والأمواج (سلسلة الفيزياء التمهيدية MIT). نيلسون ثورنس.