موجة ميكانيكية: الفرق بين النسختين

تم إزالة 13 بايت ، ‏ قبل 8 سنوات
تدقيق لغوي
(تدقيق لغوي)
[[ملف:Water droplet blue bg05.jpg|left|thumb|250px|لاحظ موجات [[الماء]].]]
 
توجد الأمواج في كل مكان في [[كون|الكون]]، وهذه الأمواج على أشكال مختلفة، فمنها الأمواج الميكانيكية التي تحتاج إلى وسطاًوسط مادياًمادي تنتقل فيه، والأمواج [[كهرومغناطيسية|الكهرومغناطيسية]] التي لا تحتاج إلى وسط مادياً،مادي، وباستطاعتها الانتقال في [[فراغ|الفراغ]].
 
و حركة الموجة الميكانيكية تنشأ من اضطرابات (حركة اهتزازية) ذات سعات صغيرة تنتشر في الأوساط المختلفة: [[صلبة]]، [[سائلة]]، [[غازية]].
=== الأمواج المستعرضة ===
 
لاحظ الصورة "الامواجالأمواج المستعرضة في حبل"، يمثل الحبل من طرفه وسطاً مرناً لنقل أي اضطراب يحدث في جزء منه، فعندما نحدث اضطراباً واحداً ([[نبضة]]) في الحبل، يلاحظ أن قمة الموجة تتحرك بإتجاهباتجاه الطرف الثاني مبتعدة عن الموضع الذي حدث فيه الاضطراب.
 
بما أن جزيئات الوسط الناقل للموجة تتحرك [[شكل|بشكل]] عمودي على اتجاه انتشار الموجة، فإن هذه [[موجة|الامواجالأمواج]] تسمى الامواجالأمواج المستعرضة، ويمكن الحصول على موجة كاملة وذلك بإحداث اضطراب يولد قمة وقاعاً بشكل متصل ودوري.
 
=== الأمواج الطولية ===
 
عندما يتم التأثير على نابض بقوة [[سحب]] أو [[ضغط]]، فسوف تكون النتيجة الحصول على أمواج تسير في إتجاهاتجاه [[طول]] [[نابض|النابض]]، ويسمى هذا النوع من الأمواج بالأمواج الطولية، حيث تزاح [[جزيئ]]ات النابض باتجاه طوله، كما في الصورة "الامواجالأمواج الطولية في النابض".
 
تسمى المناطق التي تزازتزداد فيها حلقات النابض بـمناطق التضاغطات، والمناطق التي تقل فيها عدد الحلقات بمناطق التخلخلات، وتتكون الموجة الواحدة من:
* تضاغط.
* تخلخل.
 
== تمثيل الموجات وخصائصها ==
تمثل الموجات في الرياضيات باقتران جيبي يوضح العلاقة بين إزاحة جزيئات الوسط عن موضعها الاصليالأصلي وكل من الزمن والازاحةوالإزاحة في اتجاه انتشار الموجة، من خلال هذه العلامة التي تصف الموجة أو من تمثيلها البياني يمكن معرفة القيم الفيزيائية المتعلقة بالموجة (ك[[سعة|السعة]]، [[سرعة|السرعة]]، و[[تسارع|التسارع]]،...) في أي لحظة زمنية وفي أي موضع، حسب العلاقة:
 
'''ص (س، ز) = ص<sub>م</sub> جا([[ملف:العدد الموجي.PNG]]س - ωز)'''
 
حيث:
* '''ص<sub>م</sub>''': سعة الاهتزاز، وهي أقصى ازاحة ممكنة للجزيئات عن نقطة الإتزانالاتزان.
* [[ملف:العدد الموجي.PNG]]: العدد الموجي، وهو عبارة عن عدد الأطوال الموجية في مسافة مقدارها (1م) مضروباً بـ π2، وتحسب من العلاقة: '''[[ملف:العدد الموجي.PNG]] = π2 ÷ λ'''، والصورة "تمثيل الامواجالأمواج" تنتشر بإتجاهباتجاه محور السينات الموجب.
 
يلاحظ من العلاقة السابقة أن الموجة تنتشر ميكانيكياً، والحد جا([[ملف:العدد الموجي.PNG]]س) هو المسؤول عن شكل الموجة الثابت، ويكون انتشار الموجة في اتجاه محور السينات الموجب. أما جزيئات الوسط المهتز فإنها تتحرك كل في موضعها [[حركة توافقية بسيطة]].
عندما تتواجد موجتان أو أكثر في وسط واحد، فالاضطراب في الوسط هو مجموع (محصلة) جميع التأثيرات الناتجة، وتكون السعة الكلية الناتجة عند نقطة معينة وفي نفس اللحظة [[زمن|الزمن]]ية هي المجموع الجبري لسعات جميع الأمواج في ذلك الوسط.
 
لاحظ في الصورة "التداخل البناء" الذي يبين ما يحصل لنبضتين في حبل واحد، عندما تلتقيان، ثم تفترقان. ويلاحظ أن السعة تكون أكبر من سعة أي من الموجتين المكونتين لها؛ أي أن الموجتين تداخلتا تداخلاً بناءً، أما في الصورة الثانية "التداخل الهدام" فإن [[سعة|السعة]] الناتجة من تداخل الموجتين أقل من سعة أي من الموجتين، والتداخل الناتج في هذه الحالة هو التادخلالتداخل الهدام.
 
=== جموع موجتين رياضياً ===
لحساب الموجة الناتجة من تداخل موجتين جيبيتين تسيران في نفس [[وسط|الوسط]] وفي نفس الإتجاه،الاتجاه، ولهما نفس السعة والتردد والطول الموجي، ولكن تختلفان في زاوية الطور.
 
: '''ص<sub>1</sub> = ص<sub>م</sub> جا([[ملف:العدد الموجي.PNG]]س - ωز + φ)'''
::
 
قيمة عظمى، أي عند φ تساوي صفراً، π4 ،π2، π، وهكذا. فمثلاً عندما تكون زاوية الطور تساوي صفراً، فإن الموجتين تتداخلان تداخلاً بناءاً،بناءً، وتكون السعة مساوية لل[[صفر]] عند φ تساوي π5 ،π3، π،...، وهكذا، وتتداخل الموجتان في هذه الحالة تداخلاً هداماً.
 
== سلوك الأمواج الميكانيكية ==
 
=== الأمواج الموقوفة ===
الأمواج الموقوفة، هي الأمواج التي تنتج من تلاقي موجتين تتحركان في إتجاهيناتجاهين متعاكسين في الوسط نفسه، ويكون لهما نفس السعة والتردد.
 
==== أ- الامواج الموقوفة في حبل مشدود ====
 
لاحظ الموجتين في الصورة "الأمواج الموقوفة، لاحظ أنهما تتحركان في إتجاهيناتجاهين متعاكسين، ولهما نفس السعة والتردد والطول الموجي، فإذا تم تمثيل الموجتين بالصورة الرياضية:
 
'''ص<sub>1</sub> (س، ز) = ص<sub>م</sub> جا([[ملف:العدد الموجي.PNG]]س - ωز)'''
==== ب- الأعمدة الهوائية في الأنابيب ====
 
يمكن الحصول على أمواج طولية موقوفة في الأنابيب [[هواء|الهوائية]] كما في [[صافرة|الصافرة]] و[[ناي|الناي]] وغيرها من آلات النفخ [[موسيقى|الموسيقية]]، عن طريق إحداث تداخل بين موجتين متعاكستين في إتجاهاتجاه حركتهما، ويعتمد تردد هذه الأمواج على طول الأنبوب، وكون نهاياته (أطرافه) مغلقة أم مفتوحة.
 
* أنبوب مفتوح الطرف: كما يلاحظ في الصورة. يكون موضع البطن دائماً قريباً من الطرف المفتوح للأنبوب، ويكون طول الأنبوب مساوياً لعدد صحيح من أنصاف الموجات.
 
* أنبوب مغلق الطرف: كما في الحبل المثبت الطرفين، يكون مكان القعد هو نقاط التثبيت، وهنا يكون الطرف المغلق دائماً مكاناً للعقد الموجية. ويكون طول الأنبوب مساويا ل[[عدد فردي]] من ارباعأرباع الموجودات.
 
== تداخل الأمواج وحيودها ==
=== تداخل الأمواج ===
لا يمكن لجسمين أن يتداخلا و[[احتلال|يحتلان]] مكاناً واحداً في نفس [[وقت|الوقت]]. وبناءاًوبناءً على مبدأ جمع الأمواج، يمكن لعدة أمواج متلاقية في نقطة أن تتداخل فيما بينها، وقد يكون التداخل إما:
* بنّاءً
* بناءاً.
* هداماً.
و بشكل عام يكون التداخل بناءً إذا كان الفرق في طول المسار لموجتين متلاقيتين في نقطة يساوي عدداً صحيحاً من طول الموجة.
 
=== الحيود ===
عادة ما يسمع في كثير من الحالات [[صوت|الصوت]] قادمقادما من مصدر ما خلف [[جدار|الجدار]]، وهذا يدل على أن الأمواج الصوتية تلتف حول المعيقات.
 
و يلاحظ عادةً انحرافا يحصل لأمواج [[الماء]] عندما يتعرض مسارها معيق بفتحة ضيقة، ويتناسب مقدار الانحراف الحاصل في الموجات على الطول الموجي لها ومقدار الفتحة في المعيق.
 
== أنظرانظر أيضا ==
* [[حركة توافقية بسيطة]]