اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين او قاعين متتاليين

إن اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين او قاعين متتاليين تعبر عن مفهوم محدد في فيزياء الموجات، حيث إن لكل موجة من الموجات الفيزيائية خصائص تميزها عن غيرها، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الموجات وخصائصها وأنوعها، كما وسنوضح ما هي أقصر مسافة بين قمتين أو قاعين متتاليين.

ما هي الموجات في الفيزياء

الموجات (بالإنجليزية: Waves)، هي أحد أشكال إنتقال الطاقة، وتتحرك الموجات في وسط مادي، حيث تنقل حركة الموجة الطاقة من نقطة إلى أخرى، وذلك يحدث بدون التأثير على الوسط الناقل المادي، إن الإهتزازات والأمواج ظواهر بالغة الأهمية في الفيزياء، وفي الطبيعة توجد التذبذبات والموجات في كل مكان، من إهتزاز الذرات إلى التذبذبات الكبيرة لموجات البحر، حيث نجد أمثلة على الإهتزازات والموجات في كل نظام فيزيائي تقريباً، وفي الفيزياء يمكن إعتبار الموجة بمثابة إضطراب أو تذبذب ينتقل عبر الزمكان، مصحوباً بنقل للطاقة، كما وإن للموجات صفة دورية، فالموجات تكون عادة تكراراً لنمط ما في فترات زمنية متتابعة بفترة فاصلة بينها، ويسمى عدد الموجات المارة في مقطع ما مقسوماً على وحدة الزمن بالتردد، وتسمى المسافة الأفقية التي تقطعها الموجة الواحدة بطول الموجة، وإن سرعة إنتشار الموجة في وسط ما، تعتمد على طبيعة هذا الوسط أي أنها تتغير بتغير هذا الوسط الناقل، وقد تتغير سرعة إنتشار الموجة في نفس الوسط بتغير كثافة هذا الوسط الناقل أو درجة حرارته.[1]

اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين او قاعين متتاليين

إن اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين او قاعين متتاليين تسمى بالطول الموجي (بالإنجليزية: Wavelength)، وهو المسافة بين النقاط المتطابقة والقمم المتتالية في الدورات المجاورة لإشارة موجة منتشرة في الفضاء، وفي الأنظمة اللاسلكية يتم تحديد الطول الموجي عادة بالأمتار أو السنتيمتر أو المليمترات، وفي حالة الأشعة تحت الحمراء، والضوء المرئي، والأشعة فوق البنفسجية، وأشعة جاما، يتم تحديد الطول الموجي في الغالب بالنانومتر، ويمكن إستخدام أدوات مثل مقياس الطيف البصري أو محلل الطيف البصري لإكتشاف الأطوال الموجية في الموجات، وتتعدد طول الموجات من الموجات الطويلة جداً وقد تصل إلى مئات الكيلومترات، وإلى الموجات القصيرة جداً وقد تصل إلى النانومترات، وفي الموجات المستعرضة يقاس الطول الموجي من القمة إلى القمة أو من القاع إلى القاع، أما في الموجات الطولية يتم قياسها من الإنضغاط إلى الإنضغاط أو من الخلخلة إلى الخلخلة، ويشار إلى الطول الموجي عادة بالحرف اليوناني لامدا λ، وهي تساوي سرعة الموجة مقسومه على ترددها.[2]

ما هو التردد الموجي

التردد (بالإنجليزية: Wave Frequency)، هو عدد الموجات التي تعبر نقطه محددة خلال الثانية، حيث يمكن قياس تردد الموجة عن طريق حساب عدد القمم، وهي النقاط العالية للموجات التي تمر بالنقطة الثابتة في ثانية واحدة أو في فترة زمنية معينة، وكلما زاد الرقم الناتج، كلما يزيد تردد الموجات، وإن وحدة تردد الموجة في النظام العالمي للوحدات هي الهيرتز Hz، حيث 1 هرتز يساوي موجة واحدة تمر بنقطة ثابتة في ثانية واحدة، كما ويمكننا القول إن الموجة ذات التردد العالي لديها طاقة أكثر من الموجة ذات التردد المنخفض والتي تكون بنفس السعة الموجية، ويمكن تحليل كل موجة إلى عدد من الأمواج التوافقية الدورية وفق تحليل فورييه، وهناك علاقة رياضية بين تردد الموجة والطول الموجة وسرعة الموجة وهذه العلاقة هي:[3]

تردد الموجة = سرعة الموجة/ الطول الموجي
ƒ = ν/ λ

حيث أن:

• تردد الموجة ← ƒ: وتقاس بوحدة هيرتز.
• الطول الموجي  ← λ: وتقاس بوحدة متر.
• سرعة الموجة ← ν: وتقاس بوحدة متر/ثانية.

ما هي سعة الموجة

سعة الموجة (بالإنجليزية: Wave Amplitude)، هو مقدار إرتفاع القمة أو إنخفاض القاع عن المستوى الأفقي، حيث يتم حساب السعة الموجية بشكل عام من خلال قياس إرتفاع الموجة من وضع السكون، والسعة الموجية هي مقياس لقوة أو شدة الموجة، كما وتختلف طاقة الموجة أيضاً بالتناسب المباشر مع سعة الموجة، حيث كلما زادة سعة الموجة كلما زادت طاقتها، ويرمز لسعة الموجة بالرمز α، وإن وحدة قياس السعة الموجية هي المتر.[4]

أنواع الموجات

في الواقع هناك أنواع مختلفة من الموجات، وكل نوع من الموجات لها مجموعة مختلفة من الخصائص، وذلك إعتماداً على إتجاه حركة الجسيمات في الموجة وإتجاه الطاقة، وسرعة وسعة الموجة، ويمكن تلخيص هذه الأنواع من الموجات إلى:[5]

الموجات الميكانيكة

الموجات الميكانيكة (بالإنجليزية: Mechanical Waves)، هي موجة تذبذب المادة وهي مسؤولة عن نقل الطاقة عبر الوسيط المادي، وهناك نوعان من الموجات الميكانيكية:

• الموجات الطولية (بالإنجليزية: Longitudinal Waves): حيث تكون حركة الجسيم موازية لحركة الطاقة، أي أن إزاحة الوسط تكون في نفس الإتجاه الذي تتحرك في الموجة، مثل موجات الصوت، وموجات الضغط.
• الموجات المستعرضة (بالإنجليزية: Transverse Waves): وذلك عندما تكون حركة الجسيمات بزاوية قائمة أو متعامدة مع حركة الطاقة.

الموجات الكهرومغناطيسية

الموجات الكهرومغناطيسية (بالإنجليزية: Electromagnetic Waves)، وهي موجات تنشأ عن طريق إندماج المجالات الكهربائية والمغناطيسية معاً، كما ولا تحتاج الموجات الكهرومغناطيسية إلى وسيط للإنتقال، حيث تنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفراغ بنفس سرعة الضوء، وفيما يلي الأنواع المختلفة من الموجات الكهرومغناطيسية:

• موجات المايكرويف (بالإنجليزية: Microwaves Waves)
• الأشعة السينية (بالإنجليزية: X-Ray)
• موجات الراديو (بالإنجليزية: Radio Waves)
• موجات فوق بنفسجية (بالإنجليزية: Ultraviolet Waves)

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا أن اقصر مسافة بين قمتين متتاليتين او قاعين متتاليين هي الطول الموجي، كما ووضحنا معنى مفهوم الموجات في الفيزياء، وذكرنا أهم خصائص هذه الموجات مثل سعة الموجة وطولها وترددها، وذكرنا أنواع الموجات الفيزيائية بالتفصيل.