الموجة المستعرضة: ما هي، خصائصها، صيغتها، أمثلة...

يشرح هذا المقال ما هي الموجات المستعرضة في الفيزياء وما هي خصائصها. كما يتم عرض أمثلة على الموجات المستعرضة والمزيد ما هي معادلة الموجة المستعرضة.

ما هي الموجة المستعرضة؟

الموجة المستعرضة هي موجة تكون اهتزازاتها متعامدة مع اتجاه انتشار الموجة. بمعنى آخر، تتحرك نقاط الموجة المستعرضة بشكل عرضي في اتجاه انتقال الموجة.

على سبيل المثال، الخيط المتصل في أحد طرفيه والذي يتأرجح هو موجة مستعرضة. إذا ثبتنا طرف حبل وحركنا طرفه الآخر عموديا، تتولد اهتزازات عمودية على اتجاه انتقال الموجة على الحبل، فهي بالتالي موجة عرضية.

في ظل الظروف المناسبة، يمكن أن يكون مثال الموجة أعلاه أيضًا مثالاً للموجة الدائمة ، وهي نوع آخر من الموجات.

خصائص الموجة المستعرضة

خصائص أو أجزاء الموجة المستعرضة هي:

القمة : كل نقطة من أعلى نقاط الموجة المستعرضة.
الوادي : كل نقطة من أدنى نقاط الموجة المستعرضة.
الدورة أو التذبذب : هي مسار الموجة من نقطة إلى النقطة المكافئة التالية لها.
الطول الموجي () : هو المسافة التي تفصل بين نقطتين متكافئتين متتاليتين من الموجة.
السعة (A) : هي المسافة العمودية بين أعلى نقطة في الموجة ومتوسط قيمتها.
الدورة (T) : هي الزمن اللازم للموجة المستعرضة لإكمال اهتزازة واحدة.
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) : هي السرعة التي تنتشر بها الموجة.

خصائص الموجة المستعرضة، أجزاء الموجة المستعرضة

أمثلة على الموجات المستعرضة

بعد الاطلاع على تعريف الموجة المستعرضة وخصائصها، سنرى الآن عدة أمثلة لهذا النوع من الموجات لفهم المفهوم بشكل كامل.

أمثلة على الموجات المستعرضة:

الموجة الناتجة عن تحريك حبل متصل بأحد طرفيه عموديًا.
الموجات الزلزالية الثانوية.
الموجات المتولدة على سطح الماء نتيجة اصطدام جسم ما تكون مستعرضة.
الموجات الكهرومغناطيسية هي أيضًا موجات عرضية.

صيغة الموجة المستعرضة

يتم وصف الموجة المستعرضة بالصيغة y(x,t) = A sin(k x – ω t + φ ₀ ). تتيح هذه الصيغة حساب استطالة نقطة ما على الموجة المستعرضة في وقت محدد وموضع محدد.

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

ذهب:

$y$

يمثل الإزاحة الرأسية لنقطة الموجة المستعرضة نسبة إلى موضع توازنها.
$A$

هي سعة الموجة المستعرضة.
$x$

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.

لاحظ أنه يتم حساب رقم الموجة والتردد الزاوي للموجة المستعرضة 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 النبضي.
$T$

هي النقطة.
$f$

هو التردد.

الموجة المستعرضة والموجة الطولية

وأخيرًا، سنرى كيف تختلف الموجات المستعرضة عن الموجات الطولية، حيث أنهما نوعان من الموجات يرتبطان ارتباطًا وثيقًا.

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

ولذلك فإن الفرق بين الموجة المستعرضة والموجة الطولية هو الاتجاه الذي تتحرك فيه نقاط الموجة. في الموجة المستعرضة، تتأرجح النقاط بشكل عرضي في اتجاه انتشار الموجة، بينما في الموجة الطولية، تتأرجح النقاط طوليًا بالنسبة إلى الاتجاه الذي تنتشر فيه الموجة.

➤ انظر: ما هي الموجة الطولية؟

ما هي الموجة المستعرضة؟

خصائص الموجة المستعرضة

أمثلة على الموجات المستعرضة

صيغة الموجة المستعرضة

الموجة المستعرضة والموجة الطولية

اترك تعليقا إلغاء الرد