الموجة المستعرضة مقابل الموجة الطولية: تفسيرات مفصلة


في هذه المقالة ، سنناقش بالتفصيل التفريق بين الموجات المستعرضة مقابل الموجات الطولية مع شرح مفصل.

اعتمادًا على انتشار الموجات مع الحركات الاهتزازية للجسيم ، يتم تفريق الموجات إلى قسمين ؛ الموجات الطولية والموجات المستعرضة.

موجة عرضيةموجه طويلة
الموجة لها قمة وحوضالموجة لديها ضغط وخلخلة
يكون انتشار الموجة موازيًا لاتجاه حركة الجزيئات المهتزةيكون انتشار الموجة عموديًا على اتجاه حركة الجزيئات المهتزة
لا يمكن أن تنتقل الموجة المستعرضة عبر السوائل وتنتشر من الوسائط الصلبة وفوق الأسطح السائلةيمكن أن تنتقل الموجات الطولية عبر أي وسيط سواء كان صلبًا أو سائلًا أو غازيًا
يعتمد انتشار الموجات المستعرضة على إزاحة الجزيئات المهتزة مع المسافةيعتمد انتشار الموجة الطولية على كثافة الوسط
سيكون الرسم البياني للموجة المستعرضة هو الرسم البياني لمسافة الإزاحة v / sسيكون الرسم البياني للموجة الطولية هو الرسم البياني لكثافة v / s مسافة
لا تختلف الكثافة والضغط في هذه الحالةضغط وكثافة الموجات هي الحد الأقصى في منطقة الانضغاط وتختلف بشكل دوري
من أمثلة الموجات المستعرضة التموجات على الماء ، وأشعة الشمس ، والموجات الكهرومغناطيسية ، واهتزاز الخيط ، وموجات المحيط ، إلخ.أمثلة على الموجات الطولية هي الموجات الصوتية ، الطبول ، الرعد ، الزلازل ، تسونامي ، الموجات فوق الصوتية ، إلخ.
وتسمى أيضًا موجات القص أو موجات S.وتسمى أيضًا موجات الضغط أو موجات الضغط أو الموجات الأولية أو موجات p
التردد وطول الموجة ثابتان طوال فترة انتشار الموجةتردد الموجة هو الحد الأقصى في منطقة الانضغاط
تعمل هذه الموجة في بعدين ، انتشار الموجة في أحد المحاور وحركة الجسيمات في محور آخرتعمل هذه الموجات في بُعد واحد فقط حيث يكون اتجاه الموجة وحركة الجسيم في نفس المستوى
يمكن استقطاب الموجة المستعرضةلا يمكن استقطاب الموجات الطولية

ما هي الموجة المستعرضة؟

تخترق الموجة المستعرضة في اتجاه تصنع 90 درجة مع المسار بسبب تذبذبات الجسيمات.

تتشكل الموجات المستعرضة بسبب اهتزاز الجسيمات. إذا كانت حركة الجسيمات المهتزة في المحور الصادي ، فإن الموجة ستنتشر في المحور السيني.

تسمى الموجات المستعرضة أيضًا بموجة القص حيث يمكن أن تؤدي هذه الموجات إلى تشوه الجسم الذي يتم اجتياز هذه الموجات عليه. يتم الحفاظ عليها لأقصر مسافة ولا يمكنها اختراق الوسائط السائلة على الرغم من انتقالها فوق السوائل. يمكنهم السفر فقط من الحالة الصلبة.

قراءة المزيد عن 4+ أمثلة على انكسار الأمواج: البصيرة والحقائق التفصيلية.

ما هي الموجة الطولية؟

تكون حركة الموجات الطولية على طول المسار الذي تجتازه الجسيمات المهتزة.

تنتقل طاقة الجزيئات المهتزة إلى الجزيئات اللاحقة في المسار ، ومن ثم تنتشر الموجة معها.

يوفر يمكن أن تنتقل الموجات الطولية من خلال أي وسيط وبالتالي يسافر على مسافة أطول. على عكس الموجة المستعرضة ، تتكون الموجة الطولية من مناطق انضغاط وخلخلة بدلاً من قاع وقمة على التوالي. تكون كثافة الموجات عند الضغط أعلى من كثافة الخلخلة.

الفرق بين التردد والطول الموجي للموجة المستعرضة والموجة الطولية

الطول الموجي للموجة المستعرضة هو الطول بين قمتين أو قاع متتاليين ويتوافق مع الوقت خلال الانتشار. قد ينخفض ​​اتساع الموجة في وقت التلاشي ولكن الطول الموجي ثابت. يظل تردد الموجة المستعرضة ثابتًا خلال انتشار الموجة.

تردد الموجة الطولية هو الأعلى في منطقة الانضغاط من تواتر الخلخلة. تكون كثافة الموجة أقل في منطقة الخلخلة وبالتالي يكون الضغط هو الأدنى ، بينما يكون الضغط أكبر حيث تكون كثافة الموجات أكثر. نظرًا لاختلاف الضغط ، يتم توليد الحرارة ، وبالتالي يلزم وجود ظروف درجة حرارة ثابتة وهو أمر ضروري لانتشار الموجات على مسافة أطول.

قراءة المزيد عن تأثير الانكسار على التردد: كيف ولماذا لا ، حقائق مفصلة.

ما هي الموجات الزلزالية؟

الموجات الزلزالية من نوعين ، موجات s و p موجات. الموجة s هي موجة عرضية والموجة p هي موجة طولية.

تتولد الموجات الزلزالية بسبب الأنشطة التكتونية للصفائح مثل اندلاع الصهارة ، وحركة الصفائح التي تسبب تقارب أو تباين الصفائح ، والزلازل ، والانهيارات الأرضية ، والمتفجرات ، إلخ.

هذه موجات منخفضة التردد لا يشعر بها البشر في الغالب. تستخدم مقاييس الزلازل لتتبع الموجة للحصول على تنبيهات للأنشطة تحت القشرة الأرضية. حسنًا ، الموجة p تسمى الموجة الأولية هي أول موجة تتبع في مقياس الزلازل وهي موجة طولية. عندما ترتفع الصهارة المنصهرة إلى أعلى ، تنتج حركة الجسيمات موجات اهتزازية. Tالموجات الطولية قادرة على عبور أي وسيط، وبالتالي عبور الغلاف الموري ، ويتم تتبعها على مقاييس الزلازل التي تعطي تنبيهًا واضحًا للأنشطة البركانية قبل أن تضرب الأسطورة القشرة السطحية.

في حين أن موجات القص غير قادرة على اختراق حالة السائل في الغلاف الموري الغني بالصهارة المنصهرة رباعية الهيدرات. غير قادر على العبور ، يمكن للموجة s المسماة أيضًا الموجات الثانوية أن تنتقل فقط عبر الصخور الصلبة. إنه يعطي فكرة فقط عن الأنشطة التي تحدث على قشرة الأرض.

قراءة المزيد عن تأثير الانكسار على طول الموجة: كيف ، لماذا ، حقائق مفصلة.

اتجاه انتشار الموجات المستعرضة والموجات الطولية

إذا كان تذبذب الجسيمات على المحور الصادي ، فسوف تنتشر الموجة المستعرضة على المحور السيني. تنتقل الموجة المستعرضة دائمًا بزاوية 90 درجة لحركة الجسيمات المهتزة.

إذا كان تذبذب الجسيم في المحور السيني ، فإن الموجة الطولية ستنتقل على المحور السيني. تنتقل الموجة الطولية في مستوى بزاوية 180 درجة لاتجاه حركة الجزيئات المهتزة.

استقطاب الموجة المستعرضة والطولية

الاستقطاب هو وسيلة لتجنب اهتزازات الموجة عن طريق حصرها في اتجاه واحد للانتشار.

ويقال المصدر إلى المستقطب إذا كانت الاهتزازات من مصدر الحادث محصورة في اتجاه واحد فقط عند الاستقطاب.

عندما تمر الموجات المستعرضة من شق رأسي وشق أفقي ، ستنتقل الموجات غير المستقطبة من الشق الأول وعند الانتقال إلى الشق الأفقي ؛ لن تمر أي اهتزازات للجسيم مما يعطي سعة صفرية للموجة. وبالتالي ، يمكن استقطاب الموجات المستعرضة.

الضوء المستقطب؛
الصورة الائتمان: Pixabay

عندما تسقط الموجات الطولية على الشقوق بنفس الموضع بدلاً من الموجات المستعرضة ، تمر الموجة عبر كلا الشقين دون أن تصبح مستقطبة.

قراءة المزيد عن الاستقطاب العمودي: عدة كيانات وحقائق.

رسم بياني لموجة عرضية وموجة طولية

يمكن رسم الرسم البياني للموجة المستعرضة على أنه إزاحة للموجة بسبب النمط الاهتزازي للجسيمات v / s المسافة التي تقطعها الموجة.

الموجة المستعرضة مقابل الموجة الطولية
رسم بياني للإزاحة v / s مسافة الموجات المستعرضة

يوضح الرسم البياني اختلافات الموجة مع المسافة. يمكن أيضًا رسم الموجة المستعرضة في رسم بياني للإزاحة v / s الوقت لإظهار إزاحة الموجة بمرور الوقت.

نظرًا لاختلاف كثافة الموجات في الموجات الطولية ، يتم ملاحظة تغيرات الكثافة بسبب انضغاط الموجة وتخلخلها عن طريق رسم رسم بياني لكثافة v / s المسافة كما هو موضح أدناه للموجات الطولية.

الموجة المستعرضة مقابل الموجة الطولية
رسم بياني لكثافة v / s مسافة للموجات الطولية

يوضح الرسم البياني أعلاه الاختلافات في كثافة الموجات بسبب ضغط وخلخلة الموجة مع المسافة.

الأسئلة المتكررة

س 1. يتم قطع سلك نحاسي طوله 100 سم باستخدام شد الخيط 250 نيوتن. كتلة الخيط 0.25 جرام. احسب سرعة الموجة المستعرضة المتولدة على السلك.

معطى: م = 1.25 جرام

تي = 250 نيوتن

L = 100 سم = 1 م

الكتلة لكل وحدة طول هي م / لتر = 1.25 / 1 = 1.25 جرام

يتم الحصول على سرعة الموجة المستعرضة من خلال المعادلة

ت = √T / م

ت = √ (250 نيوتن / 1.25 جم)

ت = 200 م / ث

سرعة الموجة المستعرضة 200 م / ث.

ما هو الطول الموجي للموجة المستعرضة؟

تتكون الموجة من القمة والقاع.

يوفر الطول الموجي للموجة المستعرضة هو إزاحة الجسيم لإكمال ذبذبة واحدة. على الرسم البياني ، هو طول المسار بين القمم أو القيعان.

ما هو الضغط والخلخلة؟

يتم تشكيل ضغط وخلخلة الموجة بسبب اختلاف الضغط الذي يحدث في انتشار الموجة.

هذا يرجع إلى حقيقة أن الكثافة من الموجات في منطقة الضغط يكون فيها الضغط أكبر مقارنة بمنطقة الخلخلة.

إذا كان انتشار الموجة المستعرضة في الاتجاه y ، ففي أي اتجاه تتحرك الجسيمات؟

يصنع انتشار الموجة زاوية 90 درجة مع المسار الذي تتبعه الجسيمات المهتزة.

ومن ثم ، يجب أن تكون حركة الجسيم في مستوى yz ، حيث أن كلا المستويين متعامدين مع محور الاتجاه x.

ما هي الموجات التي يتم إنتاجها أثناء تسونامي؟

يتم إنتاج الموجات الطولية وكذلك الموجات المستعرضة بسبب تسونامي.

تتولد الموجات المستعرضة في قاع المحيط بسبب الموجات الثانوية الناتجة من قاع المحيط. ثم يتم تحويل هذه الموجات المستعرضة إلى موجات طولية عند اقترابها من شاطئ البحر.

لماذا يمكن أن تنتشر الموجات المستعرضة فقط من الأوساط الصلبة وليس من الوسائط الغازية؟

تنتشر الموجة المستعرضة من خلال المواد الصلبة وعلى سطح السوائل.

يتم إنشاء الموجة المستعرضة من خلال تشوه المادة الصلبة حيث أن المادة الصلبة لها معامل قص وبالتالي فإنها تخضع للإجهاد أو السائل أو الغازات لا تمتلك هذا لأنها لا تملك شكلًا محددًا.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

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 ...