الموجة الطولية: ما هي وخصائصها وصيغتها وأمثلة

يشرح هذا المقال ما هي الموجات الطولية في الفيزياء وما هي خصائصها. لذا ستجد تعريف الموجة الطولية وأمثلة على الموجات الطولية وما هي معادلة الموجة الطولية.

ما هي الموجة الطولية؟

الموجة الطولية هي موجة تحدث فيها الحركة التذبذبية للجزيئات الموجودة في الوسط في نفس اتجاه انتشار الموجة. بمعنى آخر، في الموجة الطولية، تتحرك الجزيئات الموجودة في الوسط طوليًا.

على سبيل المثال، الموجات الصوتية هي موجات طولية، حيث أنه في هذا النوع من الموجات تكون حركة الوسط موازية لانتشار الموجة.

وتسمى الموجات الميكانيكية الطولية أيضًا موجات الضغط أو موجات الانضغاطية لأنها تنتج ضغطًا وتخلخلًا أثناء مرورها عبر وسط ما.

خصائص الموجة الطولية

خصائص أو أجزاء الموجة الطولية هي:

الطول الموجي (π) : هو المسافة بين نقطتين متكافئتين متتاليتين على الموجة.
الدورة أو التذبذب : هي مسار الموجة من نقطة إلى النقطة المكافئة التالية لها. لذلك، خلال الدورة، تكمل الموجة الطولية مرحلة التمدد مرة واحدة ومرحلة الانضغاط مرة واحدة.
السعة (A) : هي المسافة وأقصى استطالة للموجة وموقع توازنها.
الفترة (T) : هي الزمن اللازم للموجة الطولية لإكمال تذبذبها الكامل.
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.
سرعة الانتشار (v) : هذه هي السرعة التي تنتشر بها الموجة.

أمثلة على الموجات الطولية

الآن بعد أن عرفنا تعريف الموجة الطولية، سنرى عدة أمثلة على هذا النوع من الموجات لفهم المفهوم بشكل أفضل.

أمثلة على الموجات الطولية:

موجة صوتية.
موجة تنتقل على طول الزنبرك أثناء اهتزازها.
الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل.
موجات الضغط.

صيغة الموجة الطولية

يتم وصف الموجة الطولية بالصيغة y(x,t) = A sin(k x – ω t + φ ₀ ). تُستخدم هذه المعادلة أيضًا لوصف أنواع أخرى من الموجات، ومع ذلك، في صيغة الموجة الطولية، y(x,t) تتوافق مع الإزاحة الأفقية بالنسبة إلى موضع التوازن، بدلاً من الإزاحة الرأسية.

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

ذهب:

$y$

يمثل الإزاحة الأفقية للنقطة في الموجة الطولية بالنسبة إلى موضع توازنها.
$A$

هي سعة إزاحة الموجة الطولية.
$x$

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

هو الرقم الموجي.
$\omega$

هو التردد الزاوي أو النبض.
$t$

هي لحظة من الزمن.
$\phi_0$

هي المرحلة الأولية للموجة.

لاحظ أنه يتم حساب رقم الموجة والتردد الزاوي للموجة الطولية باستخدام الصيغ التالية:

$\begin{array}{c}k=\cfrac{2\pi}{\lambda}\\[4ex]\omega=\cfrac{2\pi}{T}=2\pi f\end{ tableau}$

ذهب:

$k$

هو الرقم الموجي.
$\lambda$

هو الطول الموجي.
$\omega$

هو التردد الزاوي أو النبض.
$T$

هي النقطة.
$f$

هو التردد.

موجة طولية وموجة عرضية

وأخيرًا، سنرى ما هو الفرق بين الموجة الطولية والموجة المستعرضة، حيث أنهما نوعان شائعان جدًا من الموجات في الفيزياء.

في الفيزياء، الموجة المستعرضة هي نوع من الموجات التي يكون فيها الاضطراب عموديًا على اتجاه انتشار الموجة.

ولذلك فإن الفرق بين الموجة الطولية والموجة المستعرضة هو اتجاه الاضطراب. في الموجة الطولية، ينتقل الاضطراب في نفس اتجاه الموجة، بينما في الموجة المستعرضة، ينتقل الاضطراب في اتجاه عمودي على الموجة.

➤ انظر: ما هي الموجة المستعرضة؟

موجه طويلة

ما هي الموجة الطولية؟

خصائص الموجة الطولية

أمثلة على الموجات الطولية

صيغة الموجة الطولية

موجة طولية وموجة عرضية

اترك تعليقا إلغاء الرد