خصائص الموجة

تشرح هذه المقالة خصائص الموجات. لذلك، سوف تتعرف على عدد خصائص الموجات الموجودة وشرح كل خاصية على حدة.

ما هي خصائص الموجات؟

خصائص الموجات هي:

• الاستطالة (y) : هي المسافة بين موضع الموجة وموضع توازنها.
• السعة (أ) : هي المسافة بين أقصى امتداد وموضع توازنه.
• القمة : كل نقطة من أعلى نقاط الموجة.
• الوادي : كل نقطة من أدنى نقاط الموج.
• الدورة أو التذبذب : هي مسار الموجة من نقطة إلى النقطة المكافئة التالية لها.
• الطول الموجي (π) : هو المسافة بين نقطتين متكافئتين متتاليتين على الموجة.
• الفترة (T) : هي الفترة الزمنية التي تحتاجها الموجة لإحداث تذبذب كامل.
• التردد (و) : هو عدد الذبذبات أو الاهتزازات التي تنتجها الموجة لكل وحدة زمنية.
• التردد الزاوي (أو النبض) (ω) : هذه هي السرعة التي تتأرجح بها الموجة.
• رقم الموجة (k) : يتم تعريفه على أنه عدد الدورات التي تقوم بها الموجة على طول 2π متر.
• سرعة الانتشار (v) : هذه هي السرعة التي تنتشر بها الموجة.

إطالة الموجة

في الفيزياء، استطالة الموجة هي المسافة بين موضع الموجة وموضع توازنها. لذلك، يتم حساب استطالة الموجة عن طريق طرح ارتفاعها مطروحًا منه موضع توازنها.

على سبيل المثال، إذا قمنا بتحليل الحركة التذبذبية لكتلة مرتبطة بزنبرك، فإن الاستطالة هي الفرق بين الموضع الذي تكون فيه الكتلة في تلك اللحظة وموضع توازن الزنبرك، وهو الموضع الذي يجد نفسه فيه . الينابيع عندما لا تؤثر عليها أي قوة.

سعة الموجة

في الفيزياء، سعة الموجة هي القيمة التي تشير إلى سعة تذبذب الموجة بالنسبة إلى قيمتها المتوسطة. إذن سعة الموجة هي المسافة بين أعلى نقطة في الموجة ونقطة توازنها.

يمكن تحديد قيمة اتساع الموجة بسهولة من تمثيلها البياني، لأنها تمثل الفرق بين أعلى نقطة في الموجة ونقطة منتصفها.

قمة الموجة

قمة الموجة هي نقطة أقصى استطالة للموجة، أي أن قمم الموجة هي أعلى النقاط في الرسم البياني للموجة.

ولذلك، فإن الفرق بين قمة الموجة وموضع توازنها هو سعة الموجة.

وادي الموج

قاع الموجة هو أقصى استطالة للموجة في الاتجاه السلبي، أي أن قاع الموجة هو أدنى نقطة في الموجة.

وبالتالي فإن قاع الموجة هو النقطة المقابلة للقمة. القمة هي أعلى نقطة في الموجة، بينما القاع هو أدنى نقطة في الموجة.

دورة الموجة

دورة الموجة هي أصغر جزء من الموجة الذي يتكرر، أي أن دورة الموجة هي مسار الموجة من نقطة إلى النقطة المكافئة التالية. وبالتالي فإن دورة الموجة هي مسار الموجة بين نقطتين متكافئتين متتاليتين.

إن دورة الموجة ليست قيمة، أو بمعنى آخر لا يمكن حساب دورة الموجة، ولكن يتم ملاحظتها في المخطط الموجي.

طول الموجة

الطول الموجي هو المسافة التي يتكرر فيها شكل الموجة، أي أن الطول الموجي هو المسافة بين نقطتين متكافئتين متتاليتين. لذلك، الطول الموجي هو المسافة التي تقطعها الموجة خلال دورة واحدة أو تذبذب.

على سبيل المثال، الطول الموجي هو المسافة بين قمتين متتاليتين أو المسافة بين قاعين متتاليين.

فترة الموجة

فترة الموجة هي الوقت اللازم لإكمال دورة أو إكمال التذبذب. إذن، الدورة الدورية للموجة هي الزمن المنقضي بين نقطتين متساويتين على الموجة.

صيغة حساب فترة الموجة هي:

ذهب:

• 

  هي النقطة.

• 

  هو التردد الزاوي أو النبض.

• 

  هو التردد.

تردد الموجة

تردد الموجة هو الكمية التي تشير إلى عدد الاهتزازات التي تحدثها الموجة لكل وحدة زمنية. وبعبارة أخرى، تردد الموجة هو عدد مرات دورات الموجة لكل وحدة زمنية.

على سبيل المثال، إذا تكررت الموجة خمس مرات في الثانية، فهذا يعني أن تردد تلك الموجة هو خمس دورات في الثانية. وبالتالي فإن تردد هذه الموجة هو 5 هرتز (هيرتز).

صيغة حساب تردد الموجة هي:

ذهب:

• 

  هو التردد.

• 

  هي النقطة.

• 

  هو التردد الزاوي أو النبض.

التردد الزاوي للموجة

التردد الزاوي ، ويسمى أيضًا النبض ، هو السرعة التي تتأرجح بها الموجة. ولذلك، كلما زادت قيمة التردد الزاوي، زادت الاهتزازات التي تحدثها الموجة في نفس الفترة الزمنية.

وحدة التردد الزاوي في النظام الدولي للوحدات (SI) هي الراديان مقسومًا على الثانية (rad/s).

صيغة التردد الزاوي هي:

ذهب:

• 

  هو التردد الزاوي أو النبض.

• 

  هي النقطة.

• 

  هو التردد.

رقم الموجة

رقم الموجة هو الكمية التي تمثل عدد الدورات التي تقوم بها الموجة لكل وحدة مسافة.

الرقم الموجي يساوي اثنين باي مقسومًا على الطول الموجي، وبالتالي فإن صيغة حساب الرقم الموجي هي:

ذهب:

• 

  هو الرقم الموجي.

• 

  هو الطول الموجي.

يتم التعبير عن Wavenumber بالراديان مقسومًا على وحدات الطول. وبالتالي، في النظام الدولي (SI)، وحدة العدد الموجي هي الراديان مقسومًا على المتر (راد/م).

سرعة انتشار الموجة

سرعة الانتشار هي السرعة التي تنتشر بها الموجة، أي أن سرعة الانتشار هي السرعة التي تتحرك بها الموجة للأمام. ومن ثم، فإن سرعة انتشار الموجة هي النسبة بين المساحة التي تنتقل إليها والزمن الذي تستغرقه للتنقل عبرها.

وبالتالي فإن صيغة سرعة الانتشار هي كما يلي:

ذهب:

• 

  هي سرعة انتشار الموجة.

• 

  هو الطول الموجي.

• 

  هي النقطة.

• 

  هو التردد.