مفهوم التذبذب

من المهم قبل البدء في الحديث عن تعريف التذبذب وشروطه ، والقانون الذي يعتمد عليه ، تبسيط مفهوم الذبذبات ذاته ، وهو ما يعرف به التذبذب أنه واحد من الظواهر الذي يحصل فيه تغير ما في الحركة في شيء ويتم ذلك بشكل فيه تبادل، والتذبذب يوصف به شيء له حركة، ويمكن القول في خلال اليوم يمكن أن يصادف الناس نفس هذا المصطلح الخاص بالتذبذب، وهو يقال بألفاظ اخرى منها مثلاً الهزاز، أو التقلب، ويتغرف عليه الناس بشكل عام بعيد عن المفهوم الفيزيائي.

وهو في النهاية إشارة إلى الحركة الغير مستقرة، وهو ما يشير إلى أن الحركة ذات مظهر مختلف وذلك أن الحركة التي تسير على شكل أو على خط يعتبر خط مستقيم، هي حركة منتظمة، وحركة متسارعة، وهذه الحركة التي نراها في شكل دائرة ويمكن التعرف عليه من خلال حركة البندول، حيث يمثل بوضوح تلك الفكرة.

وتعرف الذبذبات أو التذبذب بأنه واحدة من الحركات التي يتأرجع فيها جسم معين في اتجاه ذهاب وعودة، ويفسر أن كل شيء يوجد هو منطبق عليه وضع التذبذب، حتى ولو كان هذا التذبذب المذكور بشكل أقل من غيره، وتختلف قوة وسرعة الذبذبة فقد تكون قوية وقد تكون ذبذبات ضعيفة، وقد تكون ذبذبات سريعة، وقد تكون ذبذبات بطيئة.

أمثلة التذبذب

ومثال للذبذبة التي تحدث في الكون نفسه وبشكل من الأشكال الطبيعية، والتي تحدث بفعل حركات الأرض هو ؛

الزلزال، حيث يحدث حركة من التذبذب لبعض الأجسام الموجودة في الأرض من الباطن وهي صغيرة الحجم.
المد والجزر ؛ يحدث نتيجة الحركة التي تحدث في الأمواج في البحار، حيث يرتفع وينخفض الموج، مما ينتج عنه حركة الجزر والمد.
المركبات ؛ حين يحدث التذبذب فيها نتاج ما قد يحدث من انفجار في المحرك، وينتج أيضاً صوت من ذبذبة الجسم.

ويعد من الذبذبات ما يمكن استعماله في الحياة اليومية ويمكن رؤيته في تفاصيل الحياة بشكل واضح وواقعي ملموس ، حتى ولو لم يكن مفهوم بهذا الشكل العلمي بالنسبة لنا ، ومن ذلك ؛

ان قمت بإحضار الملاحة ، والتي تكون مملوءة بالملح ومعدة بفتحات بشكل معين ليخرج من تلك الفتحات ذراع الملح ، هذه

الأداة الخاصة بالملح تؤدي معها الذبذبات عملها بشكل واضح ، فلو أمسك الشخص بها وأراد إسقاط بعض ذرات الملح ، فإن كل ما عليه في هذه الحالة أن ينقر عليها ، مما ينتج عن تلك النقرة التحرك المتوقع للملح ، والأمر ذاته في يمكن أن يشاهده المرء في الشارع.
أحيانا يمر الشخص في طريقه بعمال يقومون بأعمال خاصة بالطرق ، والإصلاحات وخلافه ، تجدهم يحملون آلات وأدوات معينة ، منها ما يلاحظ إنتاجها لذبذبات ، ويلاحظ أن هذه الذبذبات تقوم بمهمة ملفتة حيث تتسبب الذبذبات في كسر لطبقة الأرض التي يعملون عليها، وذلك بفضل الذبذبة ، وحتى في المجال الطبي ، فإن الذبذبات مستخدمة بشكل واضح في التعامل مع ألام العضلات. [1]

قانون التذبذب وشروطه

إن تحرك جسم عند التأثر بقوة وتكون هذه القوة في ذاتها من التناسب في مقدارها مع المسافة التي يبتعد فيها الجسم عن المكان الذي يمثل اتزانه ، والاتجاه ناحية مكان التوازن ، وهو هنا يطلق عليه كلمة حركة بسيطة توافقية.

ويمكن ضرب مثال لذلك ، إذا كان هناك جسم غير ثابت، في بعد واحد وهو موجود على منضدة ملساء، وهناك النابض او الرفاص معلق في الجسم ، والطرف الاخر معلق في الحائط ، حتى يكون مقياس الطول الخاص بالاتزان للنابض أو الرفاص ، وأيضاً الطول الحقيقي للنابض أو الرفاص في ثانية محدد ، ومن المتوقع أن في الحالة التي يكون فيها الاتزان، يكون النابض أو الرفاص ملفاته مفتوحه لكن بشكل غير كامل، سواء كان سالب أو موجب.

في حالة كانت موجب فإن النابض يعطي تأثير قوي في جهة اليسار، أما لو كانت سالبة فإن النابض يعطي تأثير كبير نحو اليمين، إذن فإنه يمكن التعبير عن قانون التذبذب هو F = – kx

التعامل مع التذبذب

كما سبق بيان تعريف التذبذب .. وشروطة والقانون الذي يعتمد عليه فإنه يتضح من خلاله أن ليس دائماً التذبذب في مصلحة الناس، فقد يتسبب التذبذب بشكل أو بآخر مشاكل سواء في ذلك مشاكل مع الآلات أو مع الناس، ويتوقف حجم تلك المشاكل على معدل هذه الذبذبات، وعلى شدتها كذلك، وتخطيها حدود معينة، كل ذلك يسبب الضرر للناس، وتتسبب الذبذبات في الإحساس بالإزعاج الصوتي، وتشتيت الانتباه، والشعور بعدم الراحة، أو المرض.

هذا بالنسبة للمشاكل التي قد تسببها الذبذبات للإنسان، وحياته، وصحته، ونشاطاته بشكل عام، أما فيما يخص الآلات، فإن الذبذبات الشديدة، يمكن لها أن تؤدي في حالة شدتها ضوضاء، كما يمكن أن تؤدي إلى أعطال في الآلات تصل إلى حد الكسر، أو التآكل لها.

ولكن العلم لا يتوقف عند حد معين، فقد قام المختصون بالتفكير في الأساليب التي من الممكن عن طريق الاستعانة بها، أن يعملوا على الحد مما تحدثه الاهتزازات، والذبذبة، و من ذلك الاستعانة بمرونة مواد مثل النابض، كما أيضاً قاموا بإضافة عجلات تمتص حركة التذبذبات التي ربما تصادف المركبات في حالة السير على طريق غير ممهد، وفي الحقيقة فإن جهود المختصين في هذا الأمر مستمر مع كل آلة يسعون للعمل بها، أو يصنعوها من أجل حل مشكلة الذبذبات.

تصنيف الذبذبات

يمكن التعاطي مع الذبذبات بالمقياس الواصف لها باعتبار التردد أو باعتبار الاتساع، ويعرف الاتساع على أنه هو نسافة الجسم المتذبذب من مكان السكون، أما التردد فإنه هو العدد المحتسب لكامل الذبذبات، والتي يمكن للجسم أن يقطع تلك المسافة باعتبار وقت محدد، وهو في الأغلب يستخدم معه الثانية، ووحدة قياسه هرتز، ويمكن للبشر التعرف على صوت الذبذبات عندما يصل قدر التردد فيها بداية من عشرين، ووصولا إلى عشرين ألف هرتز.

ويمكن اعتبار الذبذبات على أساس أنها ذبذبات قسرية أو ذبذبات حرة ، وهذا يرجع إلى القوة التي تأتي من الخارج لاستمرار الذبذبة، ومن ذلك، يمكن توضيح مثال في الآلات الموسيقية، والتي تعتمد على الاهتزاز، ومنها مثال الجيتار، فحركة الاهتزاز فيه حرة مع النقر، بعكس الكمان، فإن الوتر فيه ذبذبته قسرية، تظهر عند مرور القوس على الوتر، وهو ما لا يتوقف عند الكمان والجيتار، وإنما أغلب الآلات الموسيقية تعتمد على ما يعرف بالصوت الصادر، من القوة الناتجة عن التذبذب.

ومن العوامل الفيزيائية التي تشارك في عملية التذبذبات ويمكن أن يعرج عليها بعد تعريف التذبذب .. وشروطة والقانون الذي يعتمد عليه، هي العوامل المشتركة فزيائيًا، فهناك المتغيرات الفيزيائية والتي تكون إما مسافة أو تكون سعة.