أنواع الأمواج Types of waves

 

 

📄 اطبع pdf
00971504825082

<<<أنواع الأمواج>>>

بعض التعريفات الاساسية :

الموجة -اضطراب دوري ينقل الطاقة

الوسط - المادة التي تنتقل من خلالها الموجة

لا تتطلب كل الموجات في الواقع وسيطًا فيزيائيًا يمكن التنقل من خلاله. هذه الحقيقة تسمح لنا بوضع كل الموجات في نوعين :

الموجات الميكانيكية -النوع الأول : موجة تحتاج وسط ماديً كي تنتقل من خلاله. مثال - الموجات الصوتية. لا يمكن أن تنتقل الموجات الصوتية عبر الفراغ .

الموجات الكهرومغناطيسية -النوع الثاني :لا يحتتاج وسيطًا ماديًا للانتشار من خلاله. يمكن أن تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفراغ. أمثلة: موجات الراديو ، الضوء المرئي ، الأشعة السينية ، إلخ.

1 . الأمواج الميكانيكية

عندما تتحرك موجة ميكانيكية عبر وسط فيزيائي ، تتذبذب الجسيمات في الوسط بحركة توافقية بسيطة.


حركة توافقية بسيطة

الكرة الزرقاء أعلاه في حركة توافقية بسيطة. تخيل أن هذه الكرة تمثل جسيمًا في مادة صلبة. إذا كان هذا الجسيم مرتبطًا بجزيئات أخرى بالقرب منه ، فإن حركته ستؤثر على حركة الجسيمات من حوله.


موجة عرضية

في الرسم البياني أعلاه ، تتسبب حركة الجسيم الأبعد جهة اليسار في تذبذب الجسيم المجاور له. يتم تمرير هذا التذبذب لأسفل عبر سلسلة الجسيمات بأكملها. لاحظ أن الجسيمات تهتز لأعلى ولأسفل (في الاتجاه الرأسي) ، بينما تنتقل الموجة نفسها من اليسار إلى اليمين (أفقيًا). هذا النوع المحدد من حركة الموجة يسمى الموجة المستعرضة.

موجة عرضية -موجة تتحرك فيها جزيئات الوسط عموديًا على اتجاه حركة الموجة.

يمكن أن تتحرك الموجات أيضًا عبر مادة ما عندما تهتز جسيمات الوسط ذهابًا وإيابًا في اتجاه حركة الموجة. هذا النوع من الموجات يسمى الموجة الطولية.

الموجات الطولية - موجة تتحرك فيها جزيئات الوسط بالتوازي مع اتجاه حركة الموجة.


الموجات الطولية

في الموجة الطولية أعلاه ، يهتز الجسيم الموجود في أقصى اليسار أفقيًا بحركة توافقية بسيطة ، مما يتسبب في اهتزاز الجسيمات الموجودة على يمينه أيضًا بحركة توافقية بسيطة. يتم نقل طاقة الموجة أفقياً إلى اليمين.

يمكن أن تتحرك الموجات الميكانيكية المستعرضة فقط من خلال المواد الصلبة ، ويمكن للموجات الطولية أن تتحرك عبر المواد الصلبة والسوائل والغازات.




الموجات السطحية :تنشأ في أعماق المحيطات موجات طولية. بينما تتبع جسيمات الماء على السطح مسار دائري. . أحيانا موازي لحركة الموجة وأحيانا عمودي على حركة الموجة

2 .الأمواج الكهرومغناطيسية

الأمواج الكهرومغناطيسية هي أمواج تنتشر عبر الفضاء وتتكون من مجالين متعامدين:

• مجال كهربائي $$(E)$$
• مجال مغناطيسي $$(B)$$

المعادلات الأساسية:

معادلات ماكسويل:

$$∇·E =\frac{ ρ}{ε₀}$$ $$∇×E =\frac { -∂B}{∂t }$$ $$∇·B = 0$$ $$∇×B = μ_₀J + μ_₀ε_₀\frac {∂E}{∂t}$$

معادلة الموجة الكهرومغناطيسية:

$$∇²E = μ_₀ε_₀ \frac {∂²E}{∂t²}$$ $$∇²B = μ_₀ε_₀ \frac {∂²B}{∂t²}$$

سرعة الموجة (سرعة الضوء):

$$c = \frac {1}{√(μ₀ε₀)} ≈ 3×10⁸ m/s$$

الطيف الكهرومغناطيسي:

1. موجات الراديو (أطول طول موجي)
2. موجات المايكروويف
3. الأشعة تحت الحمراء
4. الضوء المرئي (400-700 نانومتر)
5. الأشعة فوق البنفسجية
6. الأشعة السينية
7. أشعة غاما (أقصر طول موجي)

خصائص مهمة:

السرعة (c) = التردد (f) × الطول الموجي (λ)
(طاقة الفوتون) $$E = hf$$ سرعة الموجة في أي وسط $$c = 1/√(μϵ)$$

التطبيقات العملية:

• الاتصالات اللاسلكية
• التصوير الطبي (الأشعة السينية والرنين المغناطيسي)
• أنظمة الرادار
• الألياف البصرية

هذا رسم متحرك بسيط يمثل موجة كهرومغناطيسية. تظهر المتجهات الزرقاء تذبذب المجال الكهربائي ، وتظهر المتجهات الصفراء تذبذب المجال المغناطيسي



المصدر https://ophysics.com/em4.html اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

الأمواج الميكانيكية

الموجة :هي اضطراب ينقل الطاقة خلال المادة أو الفضاء دون أن يحدث انتقال لجزيئات المادة

الوسط - المادة التي تنتقل من خلالها الموجة

الموجات الميكانيكية : موجة تحتاج وسط ماديً كي تنتقل من خلاله. مثال - الموجات الصوتية. لا يمكن أن تنتقل الموجات الصوتية عبر الفراغ .

عندما تتحرك موجة ميكانيكية عبر وسط فيزيائي ، تتذبذب الجسيمات في الوسط بحركة توافقية بسيطة.


حركة توافقية بسيطة

الكرة الزرقاء أعلاه في حركة توافقية بسيطة. تخيل أن هذه الكرة تمثل جسيمًا في مادة صلبة. إذا كان هذا الجسيم مرتبطًا بجزيئات أخرى بالقرب منه ، فإن حركته ستؤثر على حركة الجسيمات من حوله.

موجة عرضية
في الرسم البياني أعلاه ، تتسبب حركة الجسيم الأبعد جهة اليسار في تذبذب الجسيم المجاور له.
يتم تمرير هذا التذبذب لأسفل عبر سلسلة الجسيمات بأكملها. لاحظ أن الجسيمات تهتز لأعلى ولأسفل (في الاتجاه الرأسي)
، بينما تنتقل الموجة نفسها من اليسار إلى اليمين (أفقيًا). هذا النوع المحدد من حركة الموجة يسمى الموجة المستعرضة .
موجة عرضية -موجة تتحرك فيها جزيئات الوسط عموديًا على اتجاه حركة الموجة.
يمكن أن تتحرك الموجات أيضًا عبر مادة ما عندما تهتز جسيمات الوسط ذهابًا وإيابًا في اتجاه حركة الموجة. هذا النوع من الموجات يسمى الموجة الطولية.
الموجات الطولية - موجة تتحرك فيها جزيئات الوسط بالتوازي مع اتجاه حركة الموجة.

الموجات الطولية
في الموجة الطولية أعلاه ، يهتز الجسيم الموجود في أقصى اليسار أفقيًا بحركة توافقية بسيطة
، مما يتسبب في اهتزاز الجسيمات الموجودة على يمينه أيضًا بحركة توافقية بسيطة
. يتم نقل طاقة الموجة أفقياً إلى اليمين.
يمكن أن تتحرك الموجات الميكانيكية المستعرضة فقط من خلال المواد الصلبة ، ويمكن للموجات الطولية أن تتحرك عبر المواد الصلبة والسوائل والغازات.


الموجات السطحية
الموجات السطحية :تنشأ في أعماق المحيطات موجات طولية. بينما تتبع جسيمات الماء على السطح مسار دائري. . أحيانا موازي لحركة الموجة وأحيانا عمودي على حركة الموجة