ما هو رقم الموجة؟ (التعريف والصيغة والمثال)

تشرح هذه المقالة ما هو رقم الموجة. لذلك ستجد تعريف رقم الموجة، وكيفية حساب رقم الموجة، بالإضافة إلى خصائص الموجات الأخرى.

ما هو رقم الموجة؟

رقم الموجة هو الكمية التي تمثل عدد الدورات التي تقوم بها الموجة لكل وحدة مسافة. يتم حساب رقم الموجة بقسمة 2 pi على الطول الموجي.

رمز رقم الموجة هو الحرف k.

في الفيزياء، رقم الموجة هو معلمة تظهر في معادلة الموجة الدائمة في وسيطة موضع الضرب الجيبية. ولذلك فهي قيمة مميزة للموجة الدائمة.

$y=2\cdot A\cdot \text{sin}(k\cdot x)\cdot \text{cos}(\omega\cdot t)$

صيغة رقم الموجة

العدد الموجي يساوي اثنين باي مقسومًا على الطول الموجي. ولذلك، فإن صيغة حساب العدد الموجي هي k=2π/π .

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

ذهب:

$k$

هو رقم الموجة.
$\lambda$

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).

ملحوظة: في مجال التحليل الطيفي، يتم تعريف الرقم الموجي بشكل عام على أنه مقلوب الطول الموجي. لذلك، بدلاً من استخدام الصيغة المذكورة أعلاه، المستخدمة في الفيزياء النظرية، يتم حساب الرقم الموجي باستخدام التعبير التالي:

$k=\cfrac{1}{\lambda}$

مثال لحساب رقم الموجة

الآن بعد أن عرفنا تعريف الرقم الموجي وما هي صيغته، دعونا نرى مثالاً ملموسًا لكيفية حسابه.

احسب العدد الموجي لموجة واقفة طول موجتها lect=0.80 m.

لتحديد الرقم الموجي للموجة الدائمة، يجب علينا تطبيق الصيغة الموضحة في القسم السابق:

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

لذلك نستبدل البيانات من المشكلة في الصيغة ونحسب رقم الموجة:

$k=\cfrac{2\pi}{0.80}=7.85 \ \cfrac{rad}{m}$

خصائص الموجة الأخرى

بالإضافة إلى عدد الموجات، فإن الموجات الدائمة لديها المزيد من المعلمات التي تميزها. وبالتالي فإن خصائص الموجات المستقرة هي كما يلي:

السعة (A) : هي الفرق بين أعلى نقطة للموجة والخط المرجعي الأفقي للموجة.
الطول الموجي (π) : هو المسافة بين نقطتين متكافئتين على الموجة.
الفترة (T) : هي الزمن المنقضي بين اللحظة التي تمر فيها الموجة بنقطة ما واللحظة التي تمر فيها مرة أخرى بنقطة مكافئة.
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.
الدورة أو التذبذب : هي الرحلة من موضع ما حتى تمر الموجة بهذا الموضع مرة أخرى.