البحث في موجات المادة، فهي مفهوم فيزيائي مجرد تماما. ومع ذلك، يمكن لأي شخص، سواء في المنزل أو في المختبر، إجراء تجربة عملية لإثبات وجود الموجات. ويتم ذلك عن طريق رمي حجر في الماء، مما يسبب اضطرابًا في الماء وتكوين اهتزازات. وتسمى هذه الاهتزازات المضطربة الأمواج.

بحث عن موجات المادة مكتوب

  • الموجات هي شكل من أشكال الكميات الفيزيائية التي تعبر عن نقل الطاقة من مكان إلى آخر.

  • انتقال الطاقة الموجية من مكان إلى آخر يحدث من خلال جزيئات الوسط الموجود فيه، أي أن الإزاحة التي تحدث تنتقل بشكل كامل في اتجاه نقل الطاقة.

  • ولذلك تظهر الموجة في مكان واحد وتنتقل بواسطة الجزيئات إلى مكان آخر، ويختلف انتقال الجزيئات، فيمكن أن تكون متعامدة مع جزيئات الوسط أو على شكل موجات عرضية.

  • هناك نوع من الموجات يعرف باسم الموجات الكهرومغناطيسية، وهذا النوع من الموجات ينتشر في الفراغ، لذا لا حاجة إلى وسط مادي لانتشار الموجة.

  • وتتمثل الموجات الكهرومغناطيسية على شكل موجات ضوئية مثل أشعة جاما والأشعة السينية بالإضافة إلى موجات الراديو.

  • إن انتشار الموجات الكهرومغناطيسية يشبه إلى حد كبير انتشار الضوء في الفراغ.

  • تتميز الموجات عمومًا بالدورية لأنها تحدث بانتظام على فترات زمنية متساوية.

دور موجات المادة في نقل الطاقة

  • للموجات أشكال وأنواع عديدة تنقل الطاقة من خلال انتقال الموجات.

  • ونظراً لتنوع الموجات، يبدو أن بعضها قادر على الانتشار عبر الوسائط المادية، والبعض الآخر لا يحتاج إلى وسط مادي لتتم عملية الانتشار.

  • إن قدرة موجات المادة على نقل الطاقة من مكان إلى آخر ساهمت بشكل كبير في إنشاء العديد من الأجهزة التي تعتمد على قدرة الموجات على نقل الطاقة. وهذا هو الحال في العديد من المجالات، على سبيل المثال في المجال الطبي.

  • هناك بعض الأجهزة التي يعتمد مبدأ عملها على قدرة موجات المادة على نقل الطاقة، وهناك أجهزة تعتمد على الموجات (أجهزة الموجات فوق الصوتية، أجهزة مكبر الصوت).

تقسيم موجات المادة حسب اتجاه انتشارها

ويعتمد تقسيم الموجات بهذه الطريقة على الاتجاه الذي تنتشر فيه الموجات، حيث ينقسم إلى:

الموجات المستعرضة:

  • ويتميز هذا النوع بوجود موجات تنتشر على شكل قمم وقيعان.

  • ولذلك فإن الموجات المستعرضة تنتشر بشكل عمودي على اتجاه انتشار الموجات في الوسط الذي توجد فيه.

موجات طولية:

  • وتتميز الموجات الطولية بأنها تتكون من سلسلة من الانضغاطات والتخلخلات، بحيث يمثل كل انضغاط وتخلخل موجة طولية.

  • ولذلك يمكن وصف الموجات الطولية بحيث يتطابق اتجاه انتشارها مع اتجاه انتشار الموجة، وتعتبر الموجات الصوتية موجات طولية، حيث يتم التعبير عن الخلخلة بمسافة جزيئات الهواء عن بعضها البعض، ويتم التعبير عن الانضغاط بمسافة جزيئات الهواء عن بعضها البعض. اقتراب جزيئات الهواء والهواء من بعضها البعض.

الموجات السطحية:

  • يتكون من سقوط حجر في الماء فيحدث موجات دورانية.

  • وتتميز هذه الموجات بأنها تصبح أضعف كلما ابتعدنا عن مصدر تكوين الموجة.

  • ويتجلى ذلك في ضعف التموجات التي تتشكل في الماء عند إلقاء حجر فيه، حيث تصبح التموجات المتكونة أضعف كلما ابتعدنا عن مصدر تكوينها حتى تهدأ وتتوقف في النهاية.

تقسيم الموجات حسب وسط الانتشار

وفي هذا النوع يتم تصنيف الموجات حسب حاجتها إلى وسط مادي للانتشار أو ما إذا كانت لا تحتاج إلى وسط مادي للانتشار، ويوجد نوعان على النحو التالي:

الموجات الميكانيكية:

  • يتطلب هذا النوع من الموجات وسطًا ماديًا لنشر الطاقة ونقلها من مكان إلى آخر. مثال على الوسيط المطلوب هو الهواء.

  • ولا يوجد وسط يضمن انتقال هذا النوع من الموجات، وبالتالي لا يمكن أن تنتشر الموجات.

  • تعتبر الموجات الصوتية أحد أنواع الموجات الميكانيكية لأنها تتطلب وجود وسط مادي للانتشار. وأكبر دليل على ذلك هو عدم قدرتنا على سماع الانفجارات في الفضاء.

موجات كهرومغناطيسية:

  • يمكن لهذه الموجات أن تنتشر في الفراغ لأنها لا تحتاج إلى وسط مادي لتنتشر وتنقل الطاقة بها.

  • وأحد أكبر الأمثلة هو الضوء الذي ينتقل في الفراغ، وأكبر دليل على ذلك هو ضوء الشمس الذي يصل إلينا.

انظر ايضا:

خصائص موجات المادة

وتتميز الموجات بخصائص معينة تتيح لنا تحديد نوع الموجة الساقطة ومدى قوتها وتأثيرها. ومن الخصائص المعروفة للموجات ما يلي:

  • الطول الموجي: ويقاس بوحدة الأمتار ومشتقاتها ويعبر عن المسافة بين انضغاطتين متتاليتين أو خلخلتين متتاليتين في موجة طولية. بالنسبة للموجة المستعرضة، يعبر الطول الموجي عن المسافة بين قاعين متتاليين أو قمتين متتاليتين.

  • الوقت الدوري: ويقاس بالثانية أو مشتقاتها من الدقيقة والساعة. الوقت الدوري يعبر عن الوقت اللازم لحدوث الموجة.

  • التردد: يرتبط التردد ارتباطًا وثيقًا بطول الموجة وسرعة انتشار الموجة. يعبر التردد عن عدد المرات التي تكرر فيها الموجة نفسها في وقت معين. يتم قياس التردد بوحدة الهرتز نسبة إلى العالم الذي حدد التردد.

  • سرعة انتشار الموجة: تعبر عن المسافة التي تقطعها الموجة خلال وحدة زمنية تقاس بالمتر/الثانية.

  • الطاقة الموجية: كما نعلم أن الموجات يمكنها نقل الطاقة عبر الجزيئات عندما تنتقل من مكان إلى آخر والطاقة الموجية تشير إلى كمية الطاقة المنقولة مع الموجات وطاقة الموجة تتناسب طرديا مع مربع السعة. مربع التردد وأيضا السرعة .

  • سعة الموجة: تعبر عن شدة وطاقة الموجة الساقطة.

ويساهم اختلاف الموجات وتنوعها بشكل كبير في وجود العديد من الأجهزة والمعدات التي يعتمد تشغيلها على انتشار موجات المادة نظراً لقدرتها على نقل الطاقة من مكان إلى آخر. ولذلك يجب ألا ينفصل العلم عن الواقع الذي نعيشه حتى نحقق أكبر فائدة ممكنة.