بحث عن موجات المادة وأهم خصائصها

بحث عن موجات المادة للتعرف على ماهيتها وأبرز خصائصها، إذا امعنا النظر في تعريف الموجة في الفيزياء سنجد أنها واحدة من أشكال انتقال الطاقة التي تعتمد على وجود وسط مادي تتمكن من خلاله الانتقال إلى مكان آخر ولكن من دون أن تتسبب في حدوث أي تغيير في جزيئات الوسط، إذ أنها تتخذ مسار عمودي أو موازي للاتجاه الذي تتحرك فيه الموجة عند موقع ثابت، ومن خلال موسوعة سنتعرف على خصائص الموجة وأبرز أوساطها المادية.

بحث عن موجات المادة وأهم خصائصها

ماهى أنواع الموجات ؟

• الموجات الطولية: وهى الموجات التي تتكون من تضاغط وتخلخل، وذلك مثل موجات الصوت، فعند اقتراب جزيئات الهواء من بعضها البعض يحدث تضاغط، أما في حالة تباعدها عن بعضها البعض يحدث التخلخل.
• الموجات المستعرضة: وهى الموجات التي تتكون من قمة وقاع، وذلك مثل الموجات المائية التي تتمثل قمتها في ارتفاع مستوى سطح البحر وقاعها في انخفاض هذا المستوى.
• الموجات السطحية: وهى موجات تتميز بحركتها الدورانية عند سطح الوسط، وكلما اتجهت بشكل أعمق في الوسط كلما قلت هذه الموجات.
• الموجات الكهرمغناطيسية: وهى الموجات التي يمكنها الانتشار في الفراغ من دون الاعتماد على وسط مادي، ومن أبرز أنوعهم موجات الراديو وأشعة أكس.
• الموجات الميكانيكية: وهى على عكس الموجات الكهرومغناطيسية، إذ أنها تحتاج إلى وسط مادي في انتقالها إلى مكان آخر، وذلك مثل الأمواج الصوتية.

الأوساط المادية للموجات

• الوسط المحدد: وهو وسط يُطلق عليه اسم “المحدد”، وذلك لأنه يتميز بقدرته على تحديد القياس.
• الوسط المتجانس: وهو الوسط الذي تتشابه فيه نقاطه بالخواص الفيزيائية.
• الوسط الخطي: وهو الوسط الذي يعمل على استقطاب جميع مطالات الأمواج عند حدوث التقاء موجتين في أي نقطة.
• الوسط المتمثل المناحي: وهو الوسط الذي تتشابه فيه الخواص الفيزيائية في مختلف الإتجاهات لجميع النقاط.

ما هى خصائص الموجات ؟

تنقسم خصائص الموجات إلى خصائص عامة وخصائص فيزيائية للموجات السطحية نتعرف على كل منهم على حدى فيما يلي:

الخصائص العامة

• الطول الموجي: وهو يتمثل في المسافة التي تقع بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين، ورمزه الحرف اليوناني “λ”.
• التردد: وهو يتمثل في عدد الموجات المارة في نقطة محددة في الثانية الواحدة، ويتم قياس التردد من خلال حساب عدد دورات الموجة في الثانية الواحدة، أما عن وحدة قياسه فهى “هيرتز”، وبالنسبة لرمزه فهو “f”.
• سرعة الموجة:  وتتمثل مفهومها في السرعة التي تتمكن من خلالها الموجة التحرك عبر الأوساط المادية أو من دون وجود وسط مادي، وتحتسب بوحدة متر في الثانية الواحدة “م/ث”.
• الزمن: وهى الفترة التي تستغرقها الموجة في القيام بدوره واحدة كاملة، ويتم حسابها من خلال حساب نسبة الطول الموجي إلى سرعة الموجة، ويتم التعبير عنها بتلك الرموز: T = λ / v.
• السعة: ويتمثل مفهومها في جود مسافة تقع ما بين قمة موجة وقاعها مع المستوى الصفرى وهو المستوى الذي تندثر فيه حركة الموجة، ووحدات الطول تعد هى وحدات قياس السعة.

الخصائص الفيزيائية للموجات السطحية

• السعة الموجية:  وتتمثل في إزاحة سطح الموجة، إذ أنها تصل إلى أقصى درجة من الإزاحة سواء في أعلى أو أسفل مكان استراحة السطح، وهناك ظاهرة يُطلق عليها اسم “التشتت” يحدث فيها انتقال الموجات الطويلة بشكل أسرع من الموجات القصيرة، إذ توجد علاقة ما بين طول الموجة والفترة تستغرقها في الحركة والتي تؤثر على سرعة انتشارها.
• الوصف: تتسم الموجات السطحية بأنها مخروطية الشكل، حيث تميل قمة الموجة إلى التناقص إلى أن تصبح نقطة، أما القاع فهو مسطح الشكل.
• طاقة الأمواج: هناك علاقة بين طاقة الأمواج وسعتها، إذ أنها تتناسب مع مربع السعة، إلى جانب أنها تتناسب مع مربع التردد، ومن خلالها يمكننا التعرف على مقدار الطاقة المنتقلة من موجة لأخرى.