غالبًا ما تحدث الظواهر المتعلقة بالاهتزازات والأصوات والأمواج من حولنا. فقط قل اهتزازات زلزال ، صوت طيور تغرد وأمواج مياه البحر. في هذه المناقشة ، سنتعرف أكثر على الظاهرة الأخيرة ، وهي الموجات.
إذن ما هو المقصود بالموجات؟ الموجات هي اهتزازات تنتشر. على سبيل المثال ، يربط طفل طرف حبل بفرع شجرة. ثم يهز الطفل الطرف الآخر من الحبل لأعلى ولأسفل بانتظام. يمكن ملاحظة أنه بمرور الوقت ينتشر الاهتزاز على طول الحبل حتى يصل إلى نهاية الحبل المربوط ويشكل موجة.
من هذا الرسم التوضيحي نحصل على تعريف أن انتشار الاهتزاز يسمى موجة.
الشكل المثالي للموجة سيتبع حركة الجيب. بصرف النظر عن الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وربما الإشعاع الثقالي ، الذي يمكن أن ينتقل عبر الفراغ ، توجد الموجات أيضًا في وسط (والذي يمكن أن ينتج قوة زنبركية بسبب التغيير في الشكل) حيث يمكنهم السفر ويمكنهم نقل الطاقة من مكان إلى آخر دون التسبب في جسيمات الوسط. التحرك بشكل دائم أي لا توجد حركة جماهيرية.
يكون الوسط خطيًا إذا كان من الممكن إضافة الموجات المختلفة في أي نقطة معينة في الوسط ؛ محدودة إذا كانت محدودة ، وإلا فإنها تسمى "لانهائية" ؛ موحدة إذا لم تتغير سماتها المادية في نقاط مختلفة ؛ الخواص إذا كانت خصائصها الفيزيائية "هي نفسها" في اتجاهات مختلفة.
بناءً على اتجاه الانتشار واتجاه الاهتزاز ، يتم تجميع الموجات في نوعين ، هما الموجات المستعرضة والموجات الطولية.
الموجات المستعرضة
الموجات المستعرضة هي موجات يكون اتجاه انتشارها عموديًا على اتجاه الاهتزاز.
على سبيل المثال ، يهز الطفل حبلًا ينتهي بشجرة بحيث تتشكل الموجات على الحبل كما هو موضح. يمكن ملاحظة أن الموجات المتكونة على الحبل هي موجات عرضية ، حيث يكون اتجاه الانتشار عموديًا على اتجاه الاهتزاز.
تحدث الموجات المستعرضة بشكل عام في المواد الصلبة المرنة ؛ التذبذب في هذه الحالة هو حركة الجسيم الصلب بعيدًا عن وضعه المريح ، في الاتجاه العمودي لانتشار الموجة. نظرًا لأن الإزاحة تتوافق مع تشوه القص المحلي للمادة ، فإن الموجة المستعرضة لهذه الخاصية تسمى موجة القص. في علم الزلازل ، تسمى موجات القص أيضًا الموجات الثانوية أو الموجات S.
(اقرأ أيضًا: فهم الفرق بين الاهتزازات والأمواج)
هناك عدة أمثلة على الموجات المستعرضة ، بما في ذلك الموجات على الحبال وموجات الضوء.
موجات طولية
على عكس الموجات المستعرضة ، فإن الموجات الطولية هي موجات يكون اتجاه انتشارها موازيًا لاتجاه الاهتزاز.
على سبيل المثال ، يكون الزنبرك ذو الطرف الأفقي في حالة توازن. ثم يتم سحبها وإطلاقها ، مما يتسبب في حدوث اهتزازات وموجات في الربيع. يمكن ملاحظة أن الموجة المتكونة في الربيع هي موجة طولية حيث يكون اتجاه الانتشار موازيًا لاتجاه الاهتزاز.
تشمل الموجات الطولية الموجات الصوتية (الاهتزازات في الضغط ، وإزاحة الجسيمات ، وسرعة الجسيمات المنتشرة في وسط مرن) والموجات الزلزالية P (الناتجة عن الزلازل والانفجارات). في الموجة الطولية ، يكون إزاحة الوسائط موازية لانتشار الموجة. تمثل الأمواج الممتدة على طول مسرحية Slinky الممتدة ، حيث تزداد المسافة بين الملفات وتنقص ، تصورًا جيدًا وتتناقض مع الموجات المستقيمة على طول أوتار الجيتار المتذبذبة المستعرضة.
وهناك عدة أمثلة على الموجات الطولية منها الموجات في الينابيع والموجات الصوتية.
