كيفية البحث عن الطول الموجي للموجة المستعرضة: المشاكل والأمثلة والحقائق


تناقش المقالة بعض الحقائق حول كيفية إيجاد الطول الموجي للموجة المستعرضة جنبًا إلى جنب مع الأمثلة والمشكلات التي تم حلها. 

تمتلك الموجة المستعرضة العديد من القيم القصوى والدنيا فوق وتحت متوسط ​​موضعها ، على التوالي ، اعتمادًا على إزاحة الجسيم. يُطلق على الحد الأقصى اسم القمة ، بينما يُطلق على الحد الأدنى اسم الحوض. المسافة الأفقية بين الحد الأقصى أو القمة هي الطول الموجي المستعرض.

الطول الموجي هو مقياس مدى الموجة. يمكن تحديده عن طريق تقدير المسافة الأفقية بين أي نقطتين مترابطتين على الموجة ، سواء كانت طولية أو عرضية. 

تنقل الموجة الطاقة من موقع إلى آخر دون إزاحة ثابتة لجسيمات الوسط حيث تنتشر. تظهر الموجة المستعرضة في نمط دوري أو متكرر عبر الزمان والمكان. "طول الموجة التكرار الواحد والمعروف مكانيًا بدورة الموجة هو الطول الموجي المستعرض.

مجرد قول ، الطول الموجي المستعرض هو المسافة الكلية بموجة في دورة كاملة واحدة (التكرار المكاني). بالتالي، تم العثور على الطول الموجي من خلال حساب البعد الأفقي بين وحدات متكررة مثل القمة أو القاع في نمط الموجة. 

الطول الموجي المستعرض
الطول الموجي المستعرض
(الإئتمان : شترستوك)
كيفية البحث عن الطول الموجي للموجة المستعرضة
كيفية البحث عن الطول الموجي للموجة المستعرضة

يمكننا تصور الخصائص العرضية عندما نرسم النزوح مقابل. مسافة رسم بياني للجسيمات المهتزة أو المتذبذبة من موقعها المتوسط. يتيح لنا رسم الإزاحة على المحور y والمسافة على المحور x للموجة المستعرضة إيجاد الطول الموجي. 

الإزاحة مقابل الرسم البياني للمسافة
الإزاحة مقابل الرسم البياني للمسافة

لنفترض أن لدينا موجتان عرضيتان ، الإزاحة مقابل الموجات المستعرضة. تتيح لنا الرسوم البيانية للمسافات لكلا الموجتين تحديد الموجة التي لها طول موجي أطول وأي موجة ذات طول موجي أقل. بالطبع ، الطول الموجي الأطول له مسافة قصوى بين قمتين مقارنة بأطوال موجية أقصر. 

الطول الموجي المستعرض
الطول الموجي المستعرض

اقرأ المزيد عن الموجة المستعرضة.

كيفية إيجاد الطول الموجي للموجة المستعرضة من أسفل الرسم البياني لمسافة الإزاحة؟  

كيفية البحث عن الطول الموجي للموجة المستعرضة
كيفية البحث عن الطول الموجي للموجة المستعرضة

حل

نلاحظ أن أشكال كل من القمم والقيعان متماثلة في الموجة المستعرضة. ومن ثم ، يمكننا قياس المسافة بين أي قمتين أو قاع لمعرفة الطول الموجي لكل منهما.

دعونا نختار القمتين A و D.

المسافة بين القمة A و D هي 4 م.

الطول الموجي للموجة المستعرضة 4 م.

كيفية التعرف على الموجة المستعرضة؟

يتم تحديد الموجة المنتشرة على أنها موجة عرضية إذا:

  • يتكون من عدة قمم وأحواض بالتناوب. 
  • تم إنشاؤه عندما قمنا بتمديد الموصلات المرنة مثل الخيوط والحبال وما إلى ذلك. 
  • ينتشر فقط في الحالة الصلبة أو السائلة ، وليس في الغازات. 
  • إنها تخلق اختلافات في الضغط على الوسط. 
  • فإنه لا تغيير الكثافة من الوسط. 

تشكل الموجات أنماط الاضطراب عندما تتحرك عبر الوسط. اعتمادًا على اتجاه جسيمات الوسط فيما يتعلق بانتشار الموجة ، يمكننا تصنيف الموجة على أنها طولي أو عرضي. عندما تهتز الجسيمات بشكل عمودي على اتجاه الموجة ، يتم تحديد الموجة على أنها موجة عرضية. 

نظرًا لأن الموجة تتضمن نقل الطاقة ، فإنها تنقل الطاقة إلى جزيئات الوسط. يقوم بشحن الجسيمات بحيث يمكن إزاحتها لتتأرجح أعلى وأسفل الزاوية اليمنى لاتجاه الموجة. يؤدي اهتزاز الجسيمات إلى تكوين قمم وقيعان بديلة في الموجة المستعرضة. هذه هي الطريقة التي ميزت بها حركة الجسيمات الموجة المستعرضة. 

كيفية التعرف على الموجة المستعرضة
كيفية التعرف على الموجة المستعرضة
(ائتمان: شترستوك)

تنتقل الموجات المستعرضة بشكل أساسي في الوسط الصلب بدلاً من السائل لأنها تتطلب وسيطًا صلبًا نسبيًا لتقاسم طاقتها. عندما نمد الخيط أو الحبال من كلا الطرفين ، فإنه يبني قوة التوتر عليهم ، مما يؤدي إلى توليد موجة عرضية. عندما نتف الخيط المربوط بإحكام ، فإنه يسلم موجة مع الاضطراب الذي ينتقل على طول طول الوتر بأكمله ويشترك في الطاقة بين جسيمات وسيط الوتر. 

تتسلل الجسيمات الموجودة في وسط الغاز إلى بعضها البعض لأن الوسط ليس صلبًا ، مما يمنع الجسيمات من إزاحة الجسيم المجاور لها في الزاوية اليمنى لنقل الطاقة. سبب عدم انتشار المستعرض في وسط الغاز

اقرأ المزيد عن الخصائص الفيزيائية.

تحديد الموجة المستعرضة من المخططات أدناه

كيفية التعرف على الموجة المستعرضة
كيفية التعرف على الموجة المستعرضة
(ائتمان: شترستوك)

حل:

في الرسم التخطيطي (أ) ،

تتكون الموجة من قمم وقيعان بديلة ، والتي تحدث عندما تهتز الجسيمات بشكل عمودي لانتشار الموجة. لذلك، إنها موجة عرضية. 

في الشكل (ب) ،

تتكون الموجة من ضغط وتمدد يحدث عندما تهتز الجسيمات بالتوازي مع اتجاه انتشار الموجة. لذلك، it هو طولي موجة. 

صيغة الطول الموجي المستعرض

يتم الحصول على صيغة الطول الموجي المستعرض من معادلة سرعة الموجة.

منذ العرضي الموجة لا تغير كثافة الوسط ، الموجة تتحرك بالحركة المستمرة فيه. لذا ، فإن سرعة الموجة المستعرضة تكشف عن مقدار انتقال الموجة في وحدة زمنية ، في حين أن المسافة المقطوعة هي الطول الموجي للموجة المستعرضة.

السرعة v للموجة المستعرضة هي التغير في المسافة ∆x لكل وحدة زمنية t.

ت = Δx / ر

أعد ترتيب المعادلة أعلاه لكتابة صيغة تغيير المسافة x ،

Δx = فاتو

الطول الموجي للموجة المستعرضة λ هو تغيير المسافة ∆x بين قمتين أو قاع لكل وحدة فترة زمنية T.

λ = فاتو

لكن فترة زمنية والتردد متناسبان عكسيا. على سبيل المثال ، f = 1 / T.

λ = ت / و

ما سبق هو صيغة الطول الموجي المستعرض التي تحسب المسافة المقطوعة بين قمتين

صيغة الطول الموجي المستعرض
صيغة الطول الموجي المستعرض (ائتمان: شترستوك)

اقرأ المزيد عن الطول الموجي والتردد.

ما الطول الموجي لموجة عرضية تتحرك بسرعة 200 م / ث بتردد 50 هرتز؟ 

معطى:

ت = 200 م / ث

f = 50 هرتز

لايجاد:

λ =؟

المعادلة:

λ = ت / و

حل:

يتم حساب الطول الموجي للموجة المستعرضة على النحو التالي ،

λ = ت / و

استبدال جميع القيم ،

λ = 200/50

λ = 4

الطول الموجي للموجة المستعرضة 4 م.

إذا كان الضوء ينتقل بسرعة 500m / s في 2ms ، فما الطول الموجي لموجة الضوء؟ 

معطى:

الخامس = 500 م / ث

T = 2ms = 2 × 10-3

لايجاد:

λ =؟

المعادلة:

λ = ت / و

حل:

يتم حساب الطول الموجي لموجة الضوء على النحو التالي ،

λ = ت / و

استبدال جميع القيم ،

λ = 500 × 2 × 10-3

λ = 1

الطول الموجي للضوء 1 م.

من النزوح مقابل. الرسم البياني للمسافة فوق بالنسبة للموجة المستعرضة الناتجة من السلسلة الممدودة عند 100 هرتز ، أوجد قيمة الطول الموجي واحسب سرعة الموجة المستعرضة. 

معطى:

f = 100 هرتز

من الرسم البياني ،

λ = 4 م

لايجاد:

ت =؟

المعادلة:

λ = ت / و

حل:

يتم حساب سرعة الموجة المستعرضة على النحو التالي ،

λ = ت / و

إعادة الترتيب للسرعة v ،

ت = λ و

استبدال جميع القيم ،

ع = 100 × 4

ت = 400

سرعة الموجة المستعرضة لسلسلة ممتدة هي 400 م / ث.

اقرأ المزيد عن السرعة.


مانيش نايك

مرحبًا ، أنا مانيش نايك أكملت درجة الماجستير في الفيزياء مع إلكترونيات الحالة الصلبة كتخصص. لدي ثلاث سنوات من الخبرة في كتابة المقالات في مادة الفيزياء. الكتابة ، والتي تهدف إلى توفير المعلومات الدقيقة لجميع القراء ، من المبتدئين والخبراء. في أوقات فراغي ، أحب قضاء وقتي في الطبيعة أو زيارة الأماكن التاريخية. يشرفني أن أكون جزءًا من LambdaGeeks. نتطلع إلى ربطك عبر LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/manish-ashok-naik/ أيضًا ، من أجل دليل السفر إلى ماهاراشترا ومقالات الحفاظ على التراث ، قم بزيارة موقع الويب الخاص بي Wandering Maharashtra - https://wanderingmaharashtra.com / travel-blogs /

آخر المقالات

رابط إلى هل بجانب اقتران؟ 5 حقائق (متى ولماذا وأمثلة)

هل بجانب اقتران؟ 5 حقائق (متى ولماذا وأمثلة)

تلعب "أدوات الاقتران" و "الظروف المترابطة" نفس الدور من خلال ربط العبارات أو الجمل أو الجمل. دعونا نتحقق من الدور الذي يلعبه "إلى جانب" أثناء ربط الجمل. كلمة "بجانب" هي ...