اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين ؟
اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين ؟، يتردد السؤال السابق في اختبارات مرحلة الثانوية العامة لطلاب القسم العلمي في مادة الفيزياء.
وفي هذا الموضوع سوف نجيب عليه، وسوف نوضح بعض المعلومات الهامة المتعلقة بهذا المجال.
محتويات المقال
اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين ؟
إن اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين تُعرف باسم الطول الموجي، وهو ما سنتعرف عليه في السطور التالية.
ما هي الموجة
مصطلح الموجة يعد مصطلح مجرد، وبالرغم من ذلك يمكن إجراء احدى التجارب البسيطة والآمنة للتعرف على معنى الموجة الحقيقي، وطرق تكوينها، وخصائصها.
فعندما نلقي حصى في حمام السباحة مثلًا، فسوف نلاحظ بشكل واضح رد فعل المياه في تحركه في حمام السباحة، وجرى العادة على تسمية هذه الحركة بالحركة الموجية.
فالمياه ترتفع إلى الأعلى وتنزل إلى الأسفل، كما أنها تتحرك إلى اليمين وإلى اليسار بشكل قليل، وبتكرار هذه الحركات تنشأ أمواجًا عديدة.
وحتى تتضح هذه الحركة وتظهر بشكل واضح يمكن إضافة احدى الكور الخفيفة المجوفة ( حتى تطفو على سطح المياه )
ثم نلقي الحجر في حمام السباحة في وجود الكورة، فسوف نلاحظ كل هذه التحركات السابقة بشكل واضح أكثر.
وبالجدير ذكره أن هذه التحركات لا تتأثر بها الموقع الخاص بالكرة المجوفة، وذلك لأن المياه تعود إلى النقطة التي بدأت في التموج عندها
( وهو المعروف بنقطة الاستقرار)، وفي حالة تحرك الكرة بعيدًا عن موقعها فإن ذلك يحدث بسبب ما اكتسبته من طاقة حركة اكتسبتها من الموجة.
شاهد أيضًا: الموجات الصوتية واستخداماتها في الزراعة
خصائص الموجات
تتعدد خصائص الأمواج التي تميزها، والتي تمكننا من تمييز أي من الموجات المختلفة عن بعضها البعض، كما أنها تتيح لها وصف احدى الموجات باكتسابها للطاقة العالية، أو اكتسابها للطاقة المنخفضة، وفيما يلي خصائص الموجة :
- الطول الموجي.
- الزمن الدوري.
- التردد.
- السعة.
- سرعة انتشار الموجة.
- طاقة الموجة.
في السطور التالية سوف نتعرف على كل خاصية من خصائص الموجات، وخصوصًا الطول الموجي حتى نستطيع فهم الإجابة على سؤال المقال الذي يتمثل في ” اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين ؟”.
الطول الموجي
الطول الموجي هو اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين، ويُقصد بالقمتين المتتاليتين بتواجدهم بنفس الطور بشكل متماثل.
مثل النقاط التي قامت بإكمال الكسور المتماثلة خلال تحركها بشكل دوري، ويعد رمز الطول الموجي هو λ.
ودائمًا ما يتم قياس الطول الموجي الخاص بالموجات العرضية ( وهي الموجة التي تقوم بالتذبذب على أي زاوية مستقيمة في اتجاه تحركها) من قمة نقطة لقمة نقطة أخرى أو من قاع نقطة لقاع نقطة أخرى.
ولكن في الموجة الطولية ( وهي الموجة التي تقوم بالاهتزاز في احدى الاتجاهات الواحدة خلال تحركها)
تم قياسها من انضغاطها الأول لانضغاطها الثاني أو من فراغها الأول إلى الفراغ الذي يليه.
قانون الطول الموجي
الطول الموجي يساوي ناتج قسمة السرعة الخاصة بالموجة على قيمة التردد، ويمكن الإشارة غليها بالمعادة التالية: λ= V\f، وهذه الرموز تعبر عن:
الطول الموجي λ
وهو الطول الموجي الذي يتم قياسه باستخدام وحدة المتر.
سرعة الموجة V
وهي سرعة حركة الموجة في اتجاه محدد، والتي يتم قاسها باستخدام وحدة م\ث.
التردد F
وهو الرمز الذي يعبر عن القمة الموجية التي تقوم بالدخول لنقطة محددة في وقت محدد، ويتم قياسه باستخدام وهدة الهرتز.
العلاقة بين الطول الموجي والتردد
الطول الموجي والتردد مرتبطين ببعضها البعض بدرجة كبيرة، فكلما ازداد التردد قل الطول الموجي، ويرجع ذلك لمرور أي موجة ضوئية بالفراغات بسرعات ثابتة.
بالإضافة إلى ذلك فإن أعداد القمم الخاص بالموجات التي تمر بنقطة محددة في وقت واحد تكون معتمدة على طول الموجة.
وهذا الرقم هو المعروف بالتردد، ولذلك فالعلاقة بينه وبين طول الموجة علاقة عكسية.
فقيمته سوف تكون أكبر لأي طول موجي قصير، وأقل لأي طول موجي طويل.
العلاقة الخاصة بالموجات الكهرو مغناطيسية بين الطول الموجي والتردد يمكن تمثيلها في المعادلة التالية:
C= λv
فإن رمز C يعبر عن السرعة الضوئية، والرمز λ يعبر عن طول الموجة، والرمز V يعبر عن التردد.
قد يهمك: بحث عن الحركة الموجية كامل
الزمن الدوري
وهو الزمن الذي تحتاجه موجة واحدة كاملة حتى تعبر من نقطة ما، وهو الذي يتم قياسه بالثانية.
التردد
وهو النسبة الخاصة بتكرار الموجة لذاتها بالوحدة الزمنية، وتردد الموجة يتحدد بسرعتها وبالطول الموجي، والتي يمكن تمثيلها بالعلاقة التالية: ع = تد × λ، فإن الرمز ” ع ” يشير لسرعة الإنتشار للموجة.
والرمز ” تد ” يشير إلى التردد الموجي، والرمز ” λ ” يشير إلى الطول الموجي الخاص بالموجة.
ونستنتج من العلاقة السابقة أن التردد والطول الموجي في علاقة عكسية دائمة.
فيقل التردد كلما ازداد طول الموجة، وبالجدير ذكره أن وحدة قياس التردد هو الهرتز.
السعة
وهي من أهم الخصائص المتعلقة بالموجة، حيث أن لها التأثير الواضح على الطاقة الخاصة بها، فالطاقة الموجية في علاقة طردية مع السعة الخاصة بها.
والسعة الموجية هي المسافة بين قاع الموجة وقمتها مع مستوى صفر، وهو ذلك المستوى الذي تقوم حركة الموجة فيه بالاختفاء.
كما أنه يعرف بمستوى اتزان الأوساط الناقلة للموجة، والسعة يتم قياسها بوحدة الطول.
سرعة انتشار الموجة
وهي السرعة التي تقوم الموجة فيها بالتحرك إما في الفراغات أم في الأوساط الناقلة، ويمكن تعريفها على أنها سرعة إعادة توليد الموجات لنفسها.
ويتم قياسها باستخدام الوحدات القياسية للسرعة، والتي يمكن إيجادها بقسمة.
وحدة قياس الطول على وحدة القياس الزمني، وفي هذا الشأن تكون وحدة قياس السرعة هي م/ث.
طاقة الموجة
وهي من مميزات الموجة التي تتميز بها، حيث أنها تتيح لنا التعرف على الطاقات التي تنتقل من الموجات لأي شيء أهر، وهي المتناسبة مع مربع التردد والسعة، وأيضًا مع السرعة الموجية.
أنواع الموجات
من الممكن القيام بتصنيف الموجة بالاستناد إلى معايير مختلفة، وذلك لأنه هناك تصنيفات مختلفة للموجات.
وأول معيار لتصنيف الموجة يكون معتمدًا على الاتجاه الخاص بانتشارها.
ولكن ثاني معيار لتصنيف الموجة يكون معتمدًا على حاجتها إلى وسط يقوم بحملها أم عدم احتياجها له، وفيما يلي سوف نوضح كلًا من المعيارين:
تصنيف الموجة بالاعتماد على اتجاهها
الموجات الطولية
الموجات الطولية عبارة عن انضغاط واحد وتخلخل واحد، فمثلًا فالتحدث عن الموجات الصوتية.
فإن تضاغطها سوف يكون عبارة عن تضاغط الجزئيات التابعة للهواء وجعلها قريبة من بعضها البعض، وتخلخلها هو ابتعاد هذه الجزيئات عن بعضها البعض.
الموجات المستعرضة
وهي التي تتشكل من قمم وقيعان، فمثلًا، لو قمنا بأخذ موجة من المياه فإنها سوف تظهر على هيئة ارتفاعات وانخفاضات بمستوى المياه، وهو ما يُعرف باسم القمة والقاع.
اخترنا لك: تأثير الموجات فوق الصوتية على الجسم
تصنيف الموجة بالاعتماد على الوسط
ويمكننا في هذا التصنيف أن نقوم بتقسيم الموجة لنصفين، واحد يلزمه وسطًا حتى يتحرك، والأخر لا يلزمه وسطًا ( أي يستطيع أن ينتقل في الفراغ ).
والذي لا يلزمه وسطًا لينتقل فيه يُعرف باسم الموجة الكهرومغناطيسية، وهي الموجة التي لا تلزمها أي من الأوساط لتنتقل طاقتها من مكان لآخر.
كالضوء المرئي الصادر من القرص الشمسي، والذي يقوم بالعبور في الفراغ حتى يصل إلى الكرة الأرضية.
ولكن الصنف الأخر فهو يُعرف باسم الموجة الميكانيكية، وهي الموجة التي تلزمها وسطًا ما حتى تنتقل طاقتها التي تحملها من مكان لأخر كالأمواج الصوتية.
وفي نهاية الموضوع وبعد أن أجبنا على سؤال المقال الذي يتمثل في ” اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين ؟”، وتعرفنا على الموجة وأنواعها وخصائصها، عليكم فقط مشاركة هذا الموضوع في جميع وسائل التواصل الاجتماعي.