تعريف الموجات
تتصرف كل موجة بطرق مختلفة ، ويجب أن تخضع الموجات لعملية الانكسار أو الانعكاس أو التداخل والحيود ، وهذه الخصائص الأساسية التي تحدد سلوك الموجة.
أي شيء ينعكس وينكسر وينحرف ويتداخل معه يسمى موجة.
كيف تتصرف الأمواج عند الحواجز؟
موجات قابلة للانكسار
انكسار الأمواج عند دخولها المياه الضحلة ، على سبيل المثال المياه في الجزيرة تسمى جزيرة ويست سانتا كروز ، لأن الأمواج تنكسر في المياه الضحلة وعادة ما تتبع الأمواج العملية الساحلية على الساحل المعقد.
يمكن أن يساعد سلوك الموجة في فهم موجات الماء وتفاعلها مع الأرض.
في أعماق البحر ، تستقر الأمواج التي تنتجها الرياح في أنماط ثابتة وأشكال موجية ، ولكنها تقترب من السواحل المعقدة ، وتخضع لعملية انكسار.
يعمل الحيود والانكسار والتداخل بشكل مختلف لتوجيه مسارات وتأثيرات الموجات حول السواحل.
يحدث الانكسار عندما تتباطأ الموجات وتغير اتجاهها ، وفي المياه الضحلة تتباطأ الموجات بسبب القوة التي تمارس عليها من قاع البحر.
عندما تقترب الموجة من المياه الضحلة بزاوية ، فإن الجزء القريب من الشاطئ يتباطأ أكثر من الجزء المواجه للبحر من الموجة ، لأنه في المياه الضحلة ، وهذا هو سبب تغير الموجة لاتجاهها.
موجات منعكسة
عندما تندلع الأمواج ، فإن انعكاس موجات المياه على الساحل لا يكون عادة جزءًا مهمًا من سلوكها ، إلا في حالة منحدر ساحلي شديد الانحدار أو جدار بحري. أمواج.
موجات التداخل
يحدث التداخل عندما تؤثر الموجات على بعضها البعض ، وعندما تلتقي موجتان تنتقلان في اتجاهات مختلفة معًا ، فإنهما تجمعان طاقتهما وتشكلان أنماطًا وأنماطًا من التداخل.هناك موجات ، وفي هذه الحالة يطلق عليها التداخل المدمر على التداخل.
يؤثر التداخل على حجم الموجات ، وهو ما يحدث عندما تتفاعل مجموعتان من الترددات المتشابهة وتتداخلان مع بعضهما البعض وتشكلان مجموعات.
يعني التداخل أن تفاعل الأمواج سيتغير.
موجات عرضة للحيود
يحظى الانعراج باهتمام الباحثين الموجودين ، لأنه يعني أن طاقة الأمواج تصل إلى مناطق تسمى مناطق الظل وهي جزء مهم من انتقال الأمواج داخل الموانئ والمرافق والهياكل المبنية والجزر البحرية.
يعتبر الانعراج أكثر أهمية في الأماكن التي توجد بها مياه ضحلة أكثر من المياه العميقة. والانحراف هو شدة الانحناء مع زيادة الطول الموجي وتناقص الطول الموجي بسبب العلاقة المباشرة بين ظروف الانعراج وأطوال الموجات.
خصائص الموجة
تكرار
- إنه مقياس لعدد الموجات التي تعبر نقطة في فترة زمنية معينة.
- كلما زاد التردد ، كلما اقتربت الموجات من بعضها البعض وزادت الطاقة التي تحملها الأمواج.
الاهلية
- السعة هي عملية قياس المسافة بين خط يمتد بين مركز الموجة والقمة أو القاع.
- كلما زادت القوة التي تنتجها الموجة ، زاد اتساع الموجة وزادت الطاقة التي تحملها الموجة.
- أعلى نقطة في الموجة المستعرضة تسمى القمة ، وأدنى نقطة في الموجة المستعرضة تسمى القاع.
- في الموجة المستعرضة ، كلما زادت الموجة ، زادت السعة.
- الأصوات ذات الاتساع الكبير تكون أعلى.
- الضوء ذو السعة الكبيرة يكون أكثر إشراقًا.
طول الموجة
- الطول الموجي هو وحدة قياس المسافة من قمة موجة واحدة إلى قمة الموجة الثانية.
- تتميز أطول الأطوال الموجية بأطوال موجية قصيرة تتأثر بالتردد.
- ينتج عن التردد العالي طول موجي أقصر ومزيد من الطاقة.
السرعة
- السرعة هي قياس المسافة التي قطعتها الموجة خلال فترة زمنية معينة.
- عندما تدخل موجة إلى وسط مختلف ، تتغير سرعتها.
- تنتقل الأمواج بسرعات مختلفة في وسائط مختلفة.
- تنتقل جميع ترددات الموجات الكهرومغناطيسية بنفس السرعة ولكن في الفضاء الخارجي.
أنواع الموجات
موجات ميكانيكية
الأمواج مسؤولة عن نقل الطاقة عبر وسيط.
يتم تحديد مسافة الانتشار بواسطة وسيط النقل ، وفي هذه الحالة تتحرك المادة المتذبذبة حول نقطة ثابتة ، بحركة عابرة قليلة جدًا.
من الخصائص المثيرة للاهتمام للموجات الميكانيكية طريقة قياسها ، وهي الإزاحة مقسومة على الطول المسمى الطول الموجي.
عندما يكون هذا العامل بلا أبعاد ، ستكون هناك تأثيرات تسمى التأثيرات التوافقية ، على سبيل المثال الموجات على الشاطئ عندما يتجاوز هذا العامل الرقم 1 ، مما يؤدي إلى حدوث اضطرابات.
موجات كهرومغناطيسية
يتم إنشاء الموجات ، المعروفة باسم الموجات الكهرومغناطيسية ، من خلال عملية اندماج المجالات الكهربائية والمغناطيسية.
الضوء الذي نراه والألوان من حولنا ناتجة عن موجات تسمى الموجات الكهرومغناطيسية. لا تحتاج الموجات الكهرومغناطيسية إلى وسيط للسفر ، على عكس الموجات الميكانيكية.
تنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ بنفس السرعة 299،792،458 مللي ثانية.هناك أنواع مختلفة من الموجات الكهرومغناطيسية ، مثل الموجات الدقيقة والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وموجات الراديو.
موجات مادية
لقد كانوا مؤسسي مجال فيزياء الكم الذين أظهروا الطبيعة المزدوجة للمادة وقدرتها على الوجود كجسيم وموجة.
خصائص الموجات الصوتية
طول الموجة
- يسمى الحد الأدنى للطول الذي تكرر فيه الموجة الصوتية نفسها بالطول الموجي.
- يتم تحديد الطول الموجي بحرف يوناني يسمى لامدا λ.
- المسافة بين مركزي الضغط والفراغ هي نصف الطول الموجي.
- وحدة قياس الطول الموجي هي المتر.
الاهلية
- عندما تمر الموجة عبر وسط ما ، تتحرك جزيئات الوسط مؤقتًا من مواقعها الأصلية دون عائق.
- يُطلق على أقصى إزاحة لجسيمات الوسط من مواضعها الأصلية غير المضطربة عندما تمر الموجة عبر الوسط سعة الموجة.
- يتم استخدام السعة لوصف حجم الموجة ووحدة قياس السعة هي المتر ، على الرغم من أنه يمكن قياسها أحيانًا بالسنتيمتر.
- سعة الموجة هي نفسها سعة الجسم المتذبذب الذي ينتج الموجة.
فترة من الزمن
- يُطلق على الوقت المطلوب لإنتاج موجة أو دورة كاملة وقت الموجة ، ويمكن إنتاج موجة كاملة عن طريق الاهتزاز الكامل للجسم المهتز.
- الفترة الزمنية يشار إليها بالحرف T.
- الوحدة الزمنية للموجة هي الأخيرة.
تكرار
- يُطلق على عدد الموجات ، أو الدورات الإجمالية ، التي يتم إنتاجها في الثانية الواحدة اسم تردد الموجات.
- هيرتز هي وحدة قياس التردد.
- أكبر وحدة تردد تسمى أحيانًا كيلوهرتز ، والكيلوهيرتز هو ألف هرتز.
- يتم الإشارة إلى تردد الموجات الصوتية بالحرف f.
- تردد الموجة هو نفس تردد الجسم المهتز الذي ينتج الموجة.
- من خلال معرفة جميع المعلومات عن الموجات وأنواعها يمكننا البحث في سلوك الأمواج ومعرفة أنواعها وخصائصها وجميع المعلومات الأكاديمية الهامة المتعلقة بها.