تعبر أقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين عن مفهوم محدد في فيزياء الأمواج ، حيث أن كل موجة من الموجات الفيزيائية لها خصائص تميزها عن غيرها ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الموجات وخصائصها وخصائصها ، وسنشرح ما هي أقصر مسافة بين قمتين أو قاع متتاليين.
ما هي الموجات في الفيزياء
الموجات هي شكل من أشكال نقل الطاقة ، وتتحرك الموجات في وسط مادي ، حيث تنقل حركة الموجة الطاقة من نقطة إلى أخرى ، وهذا يحدث دون التأثير على وسيط حامل المادة ، تعتبر الاهتزازات والأمواج ظواهر بالغة الأهمية في الفيزياء ، وفي الطبيعة هناك تذبذبات والأمواج في كل مكان ، من اهتزاز الذرات إلى التذبذبات الكبيرة لموجات البحر ، حيث نجد أمثلة على الاهتزازات والموجات في كل نظام فيزيائي تقريبًا ، وفي الفيزياء يمكن اعتبار الموجة اضطرابًا أو تذبذبًا ينتقل عبر الزمكان ، مصحوبًا بنقل للطاقة ، تمامًا كما أن للموجات خاصية دورية ، فعادة ما تكون الموجات تكرارًا لنمط في فترات زمنية متتالية مع فاصل زمني بينهما ، وعدد الموجات التي تمر عبر مقطع مقسم بوحدة الوقت تسمى التردد ، والمسافة الأفقية التي تقطعها موجة واحدة تسمى طول الموجة ، وتعتمد سرعة انتشار الموجة في الوسط على طبيعة هذا الوسط. أي أنه يتغير مع تغير هذا الوسيط الحامل ، وقد تتغير سرعة انتشار الموجة في نفس الوسط مع التغيير في كثافة أو درجة حرارة هذا الوسيط الحامل.
أقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين
يتم استدعاء أقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين بالطول الموجي (باللغة الإنجليزية: الطول الموجي) ، وهي المسافة بين النقاط المتطابقة والقمم المتتالية في الدورات المجاورة لانتشار إشارة الموجة في الفضاء ، وفي الأنظمة اللاسلكية ، يُحدد الطول الموجي عادةً بالأمتار أو السنتيمترات أو المليمترات ، وفي حالة الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية جاما ، يتم تحديد الطول الموجي في الغالب بالنانومتر ، ويمكن استخدام أدوات مثل مقياس الطيف الضوئي أو محلل الطيف البصري لاكتشاف الأطوال الموجية في الموجات ، وتختلف الأطوال الموجية عن الموجات الطويلة جدًا التي قد تصل إلى مئات الكيلومترات ، إلى موجات قصيرة جدًا قد تصل إلى نانومتر ، وفي الموجات المستعرضة ، يتم قياس الطول الموجي من القمة إلى القمة أو من القاع إلى القاع ، بينما في الموجات الطولية يقاس من الضغط إلى الانضغاط أو من الخلخ إلى الخلخلة ، وعادة ما يشار إلى الطول الموجي بالحرف اليوناني lambda λ ، والذي يساوي سرعة الموجة مقسومة على ترددها.
ما هو تردد الموجة
التردد (بالإنجليزية: Wave Frequency) ، هو عدد الموجات التي تمر بنقطة معينة خلال الثانية ، حيث يمكن قياس تردد الموجة عن طريق حساب عدد القمم ، وهي النقاط العالية للموجات التي تمر على الموجة. نقطة ثابتة في ثانية واحدة أو في فترة زمنية معينة ، وكلما زاد العدد الناتج ، زاد تردد الموجات ، ووحدة تردد الموجة في النظام الدولي للوحدات هي هرتز ، حيث 1 هرتز يساوي موجة واحدة تمر نقطة ثابتة في ثانية واحدة ، ويمكننا أيضًا أن نقول أن الموجة عالية التردد لديها طاقة أكثر من الموجة منخفضة التردد ، والتي لها نفس سعة الموجة ، ويمكن تحليل كل موجة إلى عدد من الموجات التوافقية الدورية وفقًا لـ تحليل فورييه ، وهناك علاقة رياضية بين تردد الموجة ، وطولها ، وسرعة الموجة ، وهذه العلاقة هي:
تردد الموجة = سرعة الموجة / الطول الموجي
ƒ = ν / λ
بينما:
- تردد الموجة ← ƒ: يقاس بالهرتز.
- الطول الموجي ← λ: يقاس بالأمتار.
- سرعة الموجة ← ν: يقاس بالمتر / ثانية.
ما هي سعة الموجة؟
سعة الموجة إنه ارتفاع القمة أو انخفاض القاع عن المستوى الأفقي يتم حساب سعة الموجة عمومًا عن طريق قياس ارتفاع الموجة من السكون ، وسعة الموجة هي مقياس لقوة الموجة أو شدتها. وحدة قياس قدرة الموجة هي المتر.
أنواع الموجات
في الواقع ، هناك أنواع مختلفة من الموجات ، ولكل نوع من الموجات مجموعة مختلفة من الخصائص ، اعتمادًا على اتجاه حركة الجسيمات في الموجة ، واتجاه الطاقة ، وسرعة الموجة وسعتها. يمكن تلخيص هذه الأنواع من الموجات على النحو التالي:
موجات ميكانيكية
الموجات الميكانيكية هي موجة تذبذب المادة وهي مسؤولة عن نقل الطاقة عبر الوسط المادي ، وهناك نوعان من الموجات الميكانيكية:
- موجات طولية: حيث تكون حركة الجسيم موازية لحركة الطاقة ، أي يكون إزاحة الوسط في نفس الاتجاه الذي يتحرك فيه في الموجة ، مثل الموجات الصوتية وموجات الضغط.
- الموجات المستعرضة: يحدث هذا عندما تكون حركة الجسيمات في زوايا قائمة أو متعامدة مع حركة الطاقة.
موجات كهرومغناطيسية
الموجات الكهرومغناطيسية ، وهي موجات تنشأ عن دمج المجالين الكهربائي والمغناطيسي معًا ، ولا تحتاج الموجات الكهرومغناطيسية إلى وسيط للإرسال ، حيث تنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفضاء بنفس سرعة الضوء ، وفيما يلي أنواع مختلفة من موجات كهرومغناطيسية:
- موجات المايكرويف
- الأشعة السينية
- موجات الراديو
- موجات فوق بنفسجية
في نهاية هذا المقال ، علمنا أن أقصر مسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين هو الطول الموجي ، كما أوضحنا معنى مفهوم الموجات في الفيزياء ، وذكرنا أهم خصائص هذه الموجات مثل مثل سعة الموجة وطولها وترددها ، وقد ذكرنا أنواع الموجات الفيزيائية بالتفصيل.