▷ موجة دورية

يشرح هذا المقال ما هي الموجات الدورية في الفيزياء وما هي خصائصها. وكذلك ستجد أمثلة على الموجات الدورية وما هي معادلة هذا النوع من الموجات.

ما هي الموجة الدورية؟

في الفيزياء، الموجة الدورية هي موجة يتكرر رسمها البياني بشكل دوري. أي أن تذبذبات الموجة الدورية تتكرر في كل فترة زمنية محددة. ولذلك، فإن استطالة الموجة الدورية ستكون هي نفسها لنفس الفترة الزمنية.

الفترة هي الوقت اللازم للموجة الدورية لتكرار نفسها. وبالتالي فإن حركة الموجة الدورية ستعود إلى نفس الوضع بعد مرور بعض الوقت.

على سبيل المثال، الموجة التي تصف حركة البندول هي موجة دورية، حيث أن البندول يتأرجح بشكل دوري من طرف إلى آخر. وبالتالي فإن الزمن اللازم للبندول لإكمال اهتزازة واحدة يكون ثابتًا.

➤ انظر: ما هي الحركة الدورية؟

أمثلة على الموجات الدورية

بمجرد أن رأينا تعريف الموجة الدورية في الفيزياء، إليك بعض الأمثلة على هذا النوع من الموجات لإنهاء فهم المفهوم.

أمثلة على الموجات الدورية:

الموجة التي تصف حركة البندول هي موجة دورية.
الموجات الكهرومغناطيسية هي موجات دورية.
الموجات الصوتية هي أيضًا موجات دورية.
الأمواج التي تنشأ على سطح البركة عند رمي الحجر.
الموجة التي تحدد حركة توافقية بسيطة.

➤ انظر: الموجات التوافقية

عناصر الموجة الدورية

تتميز الموجات الدورية بالعناصر أو الخصائص التالية:

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.
الدورة (T) : هي الزمن اللازم لإتمام التذبذب الكامل.
التردد (و) : هو عدد الذبذبات أو الاهتزازات التي تنتجها الموجة لكل وحدة زمنية.

$f=\cfrac{1}{T}$

التردد الزاوي (أو النبض) (ω) : هذه هي السرعة التي تتأرجح بها الموجة.

$\omega=\cfrac{2\cdot \pi}{T}=2\cdot \pi \cdot f$

الرقم الموجي (k) : يتم تعريفه على أنه عدد الدورات التي يتم تنفيذها على طول 2π متر.

$k=\cfrac{2\cdot \pi}{\lambda}$

سرعة الانتشار (v) : هذه هي السرعة التي تنتشر بها الموجة.

$v=\cfrac{\lambda}{T}=\cfrac{\omega}{k}$

صيغة الموجة الدورية

معادلة الموجة الدورية هي y(x,t) = A sin(k x ± ω t + φ ₀ ). تستخدم هذه الصيغة لحساب استطالة نقطة على الموجة الدورية في موضع معين وزمن محدد.

$y(x,t)=A\cdot \text{sin}(k\cdot x\pm w\cdot t+\phi_0)$

ذهب:

$y$

هو استطالة الموجة.
$A$

هي سعة الموجة الدورية.
$x$

هي المسافة من النقطة المدروسة إلى أصل الموجة.
$k$

هو رقم الموجة.
$\omega$

هو التردد الزاوي أو النبضي.
$t$

هي لحظة من الزمن.
$\phi_0$

هي المرحلة الأولية للموجة.

ملاحظة: ضع في اعتبارك أن هناك عدة طرق للتعبير عن معادلة الموجة الدورية. ولذلك يمكن أيضًا استخدام دالة جيب التمام. ومع ذلك، التعبير الأكثر استخدامًا هو الوظيفة الموضحة في هذه المقالة.

تحدد العلامة الموجودة أمام السرعة الزاوية اتجاه تقدم الموجة الدورية. إذا كانت الإشارة سالبة فهذا يعني أن الموجة تنتشر إلى اليمين، ومن ناحية أخرى إذا كانت الإشارة موجبة فهذا يعني أن الموجة تتحرك إلى اليسار.