11 مثال الموجة المستعرضة: تفسيرات مفصلة

في هذه المقالة ، سنناقش أمثلة مختلفة للموجات المستعرضة بمعلومات وحقائق مفصلة.

الموجة المستعرضة هي انتشار قصير المدى يأتي إلى الوجود بسبب الحركة الاهتزازية للجسيمات. فيما يلي قائمة بأمثلة الموجة المستعرضة: -

تموجات على الماء

التموج الناتج على الماء هو مثال لموجة عرضية تنتقل على طبقة الماء.

ينتج الاضطراب المتولد في الماء موجات عرضية على الماء على شكل تموجات تختفي إلى حد معين. تتحرك جزيئات الماء لأعلى ولأسفل من المكان عموديًا على اتجاه الموجة.

موجات القص بسبب الزلزال

تنتج الأنشطة الجيوتكتونية على الأرض موجات القص ، التي تنتقل عبر السطح الصلب للأرض الموجود على القشرة لأنها لا تستطيع اختراق الغلاف الموري لأنه في شكل سائل.

تقارب أو تباعد الصفائح هو المسؤول عن الزلازل. تعمل موجات القص المنتشرة هذه على تحريك الجسيمات الموجودة في القشرة أو الصخور لأعلى ولأسفل بالحركة العمودية على اتجاه انتشار موجات القص.

مثال الموجة المستعرضة
تموجات على الماء
الصورة الائتمان: Pixabay

مصادر الضوء المتماسكة

عندما يصدر مصدر ضوء بطول موجة وتردد ثابتين ، يُقال إن المصدر هو مصدر متماسك للضوء. تنتقل موجات الضوء في الاتجاه العمودي على اتجاه الجسيم ، ومن ثم فهي مثال على الموجة المستعرضة.

إذا تراكبت الموجتان المستعرضتان للضوء على بعضهما البعض ، فإننا نحصل على أي منهما تداخل بناء أو التداخل المدمر للضوء. يحدث التداخل البناء عندما تسقط قمة الأمواج على بعضها البعض وتعطي الحواف الساطعة للضوء وعندما تسقط قمة إحدى الموجات على قاع الموجة الأخرى ، فإن ذلك يلغي اتساع الموجات المتراكبة مما يعطي هامشًا داكنًا مثل الشدة الضوء في هذه المرحلة يساوي صفرًا.

قراءة المزيد عن هل الضوء موجة عرضية: لماذا وكيف وحقائق مفصلة.

رقاص الساعة

البندول بشكل بسيط الحركة المتناسقة يتأرجح باستمرار بينما يتم الحفاظ على التذبذبات بواسطة الخيط الذي يتم توصيله به والذي يتم تثبيته عند نقطة واحدة.

رقاص الساعة؛ حقوق الصورة: Pixabay

يكون تذبذب البندول دوريًا في موضع متوسط ​​لبوب ، وعموديًا على اتجاه حركة البوب. ومن ثم ، يعد هذا أيضًا نوعًا من الموجات المستعرضة.

إذا قمت برسم رسم بياني للموضع v / s وقت البندول المتأرجح مع الأخذ في الاعتبار الموضع الأولي للبوب عند السكون عند أصل الرسم البياني عندما يكون الوقت T = 0 ، فستجد موجة جيبية على المحور x مع استمرار ينخفض ​​في اتساع الموجات. وذلك لأن طاقة البندول تتبدد بسبب الحركة التوافقية المخففة للبندول.

ضوء الشمس

اهتزاز كمية من الضوء في اتجاه عمودي على الموجة. وتسمى أيضًا بالموجة الكهرومغناطيسية بسبب خصائصها.

ضوء الشمس؛ حقوق الصورة: Pixabay

يتم استقبال الموجة الضوئية على بلورة العين ويكون الطيف المرئي مرئيًا للعين البشرية.

قراءة المزيد عن ما هي الطاقة الضوئية؟ | تفاعلات الضوء | استخدامات مهمة.

موجات متحدة المركز على سطح الماء عند النقر على الحجر

عند رمي الحجر في المسطحات المائية ، يتم إنشاء نمط دائري متموج يسافر لمسافة معينة ويختفي.

نمط موجات متحدة المركز.
الصورة الائتمان: Pixabay

بسبب الموجات التي نشأت على طبقة الماء ، يتحرك الماء لأعلى ولأسفل ، ويظل موضع الجسيم كما هو ولكن بسبب الموجة المستعرضة ، يبدو أن الماء يتحرك ، حسنًا ، ليس كذلك.

موجات كهرومغناطيسية

يسمى شعاع الضوء الذي يظهر الخصائص الكهربائية والمغناطيسية بالضوء الكهرومغناطيسي. ضوء الشمس كهرومغناطيسي بطبيعته. اتجاه المجال الكهربائي المطبق والمجال المغناطيسي الناتج كلاهما عمودي على بعضهما البعض.

تستخدم الأشعة السينية لمسح الأجزاء الداخلية من الجسم أيضًا مثال على الموجة الكهرومغناطيسية. نظرًا لأن خطوط المجال المنتجة متعامدة مع حركة الجسيمات والمجال الكهربائي ، فهذا أيضًا مثال على الموجات المستعرضة.

قراءة المزيد عن 16+ سعة موجة مثال: تفسيرات مفصلة.

موجات المحيط

الأمواج المتكونة في مياه المحيط هي موجات عرضية. يأتون من وسط المحيط ويقتربون من الشاطئ ويختفون.

موجات محيطية حقوق الصورة: Pixabay

تتأرجح جزيئات الماء على سطح الماء مع الموجة بينما تنتقل الموجة المستعرضة بشكل عمودي على اتجاه الجزيئات.

ترتبط الموجة المحيطية بطاقة هائلة. يتم نقل الطاقة الكامنة للموجة إلى الشاطئ عن طريق تحويلها إلى طاقة حركية وتعود الموجة إلى الشاطئ وتحول الطاقة الحركية إلى الطاقة الكامنة.

موجات من سلسلة الأسلاك

إذا ربطت أحد طرفي الحبل ولوحت بحبل لأعلى ولأسفل ، نحصل على موجة عرضية. الموجة التي بدأت عند أحد طرفيها ستنتقل عبر الحبل وستختفي عند الطرف الآخر للحبل. فقط الموجة ستنتشر بعيدًا عنك بينما الجسيم الموجود على الحبل سيبقى في نفس المكان.

نتف وتر على الغيتار

نقوم بتوصيل أوتار الجيتار لتشغيل النوتات الموسيقية طوال الوقت. عند نتف الخيط ، يتم ضبط الموجات المستعرضة على الوتر الذي يبدأ بسببه في الاهتزاز.

نتف الوتر على الجيتار حقوق الصورة: Pixabay

الصوت الناتج عن الجيتار هو a الموجة الطولية التي تسافر متوازي من فتحة الصوت في جيتار الصندوق. سرعة الموجة تعتمد على التوتر المطبق على الوتر أثناء نتف النغمة وكثافة الخيط. يتم تقديمها من خلال العلاقة

ت = √ (T / مو)

حيث v هي سرعة الموجة

T هو التوتر المطبق على الخيط

mu هي كثافة خطية لسلسلة

قراءة المزيد عن خصائص الانكسار: الموجة ، الخصائص الفيزيائية ، حقائق شاملة.

إمرأة فاتنة

يمكن أن يكون سلينكي مثالاً على كليهما الموجات المستعرضة والطولية. إذا قمت بإمساك أحد طرفي الخيط الخفيف وأعطيته موجة عن طريق تحريك اليد لأعلى ولأسفل ، فإن الموجة المستعرضة ستنتقل من طرف إلى آخر وتختفي.

إمرأة فاتنة؛
الصورة الائتمان: Pixabay

إذا قمت بتعليق الخيط الخشن بحرية في الهواء ، فستلاحظ أن الموجة قد بدأت في الحركة في حركة خاملة تتحرك لأعلى ولأسفل الملفات المتحركة المتحركة. هذه أيضًا موجات عرضية.

تسونامي

تظهر موجات المحيط التي تشكلت بسبب تسونامي كلا النوعين من الأمواج.

موجة تسونامي حقوق الصورة: Pixabay

في المكان الذي ينفجر فيه البركان على قاع المحيط ، تُرى الموجات المستعرضة في المحيط التي تتحول تدريجياً إلى موجة طولية مع اقتراب الموجة من الشاطئ.

قراءة المزيد عن أكثر من 10 أسباب لتداخل الضوء: حقائق مفصلة.

ما هي الموجات المستعرضة؟

تسمى الموجات المستعرضة موجات القص ، أو موجات s التي تنتقل عبر قشرة الأرض بسبب الأنشطة التكتونية للصفائح.

تعطي الاهتزازات الناتجة في الجسيم شكلاً من أشكال الموجات بسبب اهتزازات الجسيمات لأعلى ولأسفل. تسمى هذه الموجات الموجات المستعرضة. هذه موجات قصيرة المدى ولا تخترق وسط السوائل.

يتم تحفيز الموجات المستعرضة من خلال بعض الاضطرابات والاهتزازات الناتجة. هذا الاهتزاز يجعل الجزيئات في الجسم تتأرجح لأعلى ولأسفل بالحركة التي تخلق النمط المتموج.

كيف تحسب سرعة الموجة المستعرضة؟

يسمى التذبذب الكامل لجسيم ما في فترة زمنية "T" الطول الموجي لذلك الجسيم.

تعطي نسبة الطول الموجي والوقت المطلوب لطول موجة واحد سرعة الموجة. ومن ثم ، يتم قياس سرعة الموجة على أنها

v=λ / ت

تردد الموجة المستعرضة هو العدد الإجمالي للموجات التي تمر عبر فاصل زمني للوحدة.

و = 1 / T.

لذلك فإن سرعة الموجة المستعرضة هي حاصل ضرب تردد الموجة وطولها الموجي.

ت = λ و

قراءة المزيد عن 8+ خصائص موجة الحيود: حقائق مفصلة.

خصائص الموجة المستعرضة

  • يكون انتشار الموجة في الاتجاه العمودي لحركة الجسيم المهتز.
  • يُعرَّف الوقت الذي يستغرقه الجسيم لإكمال تذبذب واحد ، وهو الوقت اللازم للسفر على طول الموجة ، بأنه فترة زمنية لموجة عرضية.
  • تساوي سرعة الموجة المستعرضة ناتج الطول الموجي لها وتكرار حدوث الموجة المستعرضة في وحدة زمنية.
  • تسمى الموجة المستعرضة أيضًا بموجة القص لأن الحركة الاهتزازية الناتجة عن الجسيم قد تؤدي إلى تشوه الجسم.
  • الموجة المستعرضة لا تسافر من خلال الحالة السائلة ، فإنها تتحرك فقط في الاتجاه العمودي لحركة الجسيمات في السائل.
  • تنتشر الموجة المستعرضة بسرعة منخفضة وفقط في الحالة الصلبة والغازية.
  • سرعة الموجة المستعرضة في السائل تساوي صفرًا.
  • إذا كانت سرعة الموجة المستعرضة أكبر ، فإن الطاقة المرتبطة بالموجة المستعرضة تكون أكثر.

الأسئلة المتكررة

ما هي الطاقة المرتبطة بالموجة المستعرضة؟

إذا كان عدد التذبذبات بسبب اهتزازات الجسيم أكبر في فترة زمنية معينة ، فإن طاقة الجسيمات تكون أكثر.

تعتمد طاقة الموجة بشكل مباشر على تكرار حدوث الموجات في وحدة زمنية. العدد الإجمالي للتذبذبات التي يكملها الجسيم في وحدة زمنية هو تردد الجسيم.

لماذا لا تنتقل الموجة المستعرضة عبر السوائل؟

تتولد الموجة المستعرضة بسبب اهتزازات الجسيم وتنتقل بشكل عمودي عليها.

لا تنتقل الموجة المستعرضة عبر السوائل حيث لا يتم تحريك أي حركة في الاتجاه العمودي لانتشار الموجة.

هل تنعكس الموجة المستعرضة؟

تنعكس الموجة المستعرضة عندما لا تكون قادرة على الانتقال عبر الوسط.

ستظهر الموجة المستعرضة المنعكسة مرحلة π / 2 من الموجة الساقطة ، أي أن قمة الموجة الساقطة ستصبح قاعًا لموجة منعكسة.

على أي عامل تعتمد سرعة الموجة المستعرضة في الوسط؟

إذا كان معامل الانكسار للوسط أكبر ، فإن سرعة الموجة ستكون أقل بكثير خلال الوسط.

تعتمد سرعة الموجة المستعرضة على كثافة وسط انتشارها. كما أنه يعتمد على التوتر المتولد الذي ينتج عنه حركة اهتزازية للجسيم.

مزيد من المعلومات حول تسونامي.

اترك تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول المشار إليها إلزامية *

انتقل إلى الأعلى