ما الموجة؟
الموجة اضطراب ينقل الطاقة من مكان إلى آخر. الموجة لا تنقل المادة نفسها لمسافات طويلة بالضرورة، بل تنقل الطاقة. عندما ترمي حجرًا في الماء، تتحرك التموجات بعيدًا عن نقطة السقوط، لكن الماء نفسه لا يهرب إلى آخر البركة؛ يتحرك صعودًا وهبوطًا بينما تنتقل الطاقة.
توجد موجات تحتاج إلى وسط مادي مثل الصوت وموجات الماء، وتوجد موجات لا تحتاج إلى وسط مثل الضوء والموجات الكهرومغناطيسية. لكن في هذا المقال نركز على خصائص الموجة التي تظهر في الرسوم والأسئلة.
أجزاء الموجة
- القمة: أعلى نقطة في الموجة.
- القاع: أدنى نقطة في الموجة.
- خط الاتزان: الموضع المتوسط للجسم المهتز عندما لا توجد موجة.
- السعة: المسافة من خط الاتزان إلى القمة أو إلى القاع. وهي تدل غالبًا على مقدار طاقة الموجة.
- الطول الموجي: المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين.
- التردد: عدد الموجات أو الاهتزازات التي تمر في نقطة خلال ثانية واحدة، ووحدته الهرتز Hz.
السعة والطاقة
كلما زادت سعة الموجة زادت الطاقة التي تحملها غالبًا. في موجات الماء، الموجة ذات السعة الكبيرة تكون أعلى وقد تكون أقوى. وفي الصوت، زيادة السعة ترتبط بزيادة شدة الصوت. لذلك إذا رأيت موجتين ولهما الطول الموجي نفسه لكن إحداهما أعلى، فالأعلى سعة تحمل طاقة أكبر.
التردد والطول الموجي
إذا كانت سرعة الموجة ثابتة في الوسط نفسه، فإن زيادة التردد تعني عادة نقص الطول الموجي، والعكس صحيح. موجات كثيرة في مسافة قصيرة تعني طولًا موجيًا صغيرًا وترددًا عاليًا. أما موجات متباعدة فتعني طولًا موجيًا كبيرًا وترددًا أقل.
قراءة الرسم في الاختبار
غالبًا يعرض السؤال رسم موجة ويطلب تحديد القمة أو القاع أو السعة أو الطول الموجي. لا تحفظ الرسم حفظًا أعمى؛ اقرأ التعريف:
- من قمة إلى قمة = طول موجي.
- من قاع إلى قاع = طول موجي أيضًا.
- من خط المنتصف إلى القمة = سعة.
- عدد الموجات في الثانية = تردد.
مثال امتحاني محلول
السؤال: إذا زادت المسافة من خط الاتزان إلى القمة، فما الخاصية التي زادت؟
الإجابة: السعة.
السؤال: ما الطول الموجي في رسم موجة؟
الإجابة: المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين.
السؤال: موجتان في الوسط نفسه؛ الأولى ترددها أكبر. ماذا يحدث غالبًا لطولها الموجي؟
الإجابة: يكون طولها الموجي أصغر إذا كانت السرعة ثابتة.
مفاتيح حل سريعة
- القمة = أعلى نقطة، القاع = أدنى نقطة.
- السعة من خط الاتزان إلى قمة أو قاع.
- الطول الموجي من قمة لقمة أو من قاع لقاع.
- التردد عدد الاهتزازات في الثانية.
- سعة أكبر = طاقة أكبر غالبًا.