بحث عن سلوك الموجات

كل الموجات تتصرف بطرق مميزة معينة ، حيث يمكن أن تخضع للانكسار أو الانعكاس أو التداخل أو الحيود ، فعندما تواجه الأمواج وسطا جديدا ، أو حواجز أو تصطدم بغيرها من الموجات ، فإنها يمكن أن تتصرف بطرق مختلفة ، ففي

الفيزياء

يتم وصف هذه السلوكيات بعدة مسميات طبقا لكل حالة ، وتُعرف الموجات فيزيائياً بأنها شكل من أشكال انتقال الطاقة التي تنتقل من موقع إلى آخر دون إحداث تغيير على جزيئات الوسط الذي تنتقل به .

الانعكاس

تستخدم كلمة “انعكاس” في الحياة اليومية لوصف ما نراه في مرآة أو على سطح الماء ، وفي الفيزياء يكون الانعكاس عندما تصطدم الموجة بوسط جديد يعمل كحاجز ، مما يؤدي إلى عودة الموجة إلى الوسط الأصلي ، ويعرف على أنه ارتداد الموجة عند بلوغها حاجزا فاصلاً بين وسطين ؛ إذ يتغير اتجاه

الموجة

فتعود إلى مصدرها عند بلوغها الفاصل ، ويشار إلى أنه في الانعكاس المنتظم تتساوى زاوية السقوط مع زاوية الانعكاس في حال سقوط الموجة على سطحين متساويين .

من الأمثلة على الانعكاس الصدى ، وتستخدم كل من الخفافيش و

الدلافين

انعكاس الصوت للتعرف على بيئاتها ، وهناك انعكاس الضوء في المرايا لتكوين الصورة .

الانكسار

يحدث انكسار الموجة عندما تغير الموجة اتجاهها عند الانتقال من وسط إلى آخر ، جنبا إلى جنب مع تغيير الاتجاه ، يسبب الانكسار أيضا تغيير في الطول الموجي وسرعة الموجة ، ويعتمد مقدار التغير في الموجة بسبب الانكسار على معامل الانكسار للوسط ، وهي ظاهرة فيزيائية تحدث عند انتقال الموجة بين وسطين ذوي كثافة مختلفة .

أحد الأمثلة على الانكسار هو المنشور ، فعندما يدخل الضوء الأبيض المنشور ، تنكسر الأطوال الموجية المختلفة للضوء بشكل مختلف وينقسم

الضوء

إلى مجموعة متنوعة من الألوان .

الحيود

الحيود تبقى الموجة في نفس الوسط ، ولكنها تنحني أو تحيد حول عائق ما ، يمكن أن يحدث هذا عندما تصطدم الموجة بكائن صغير في مسارها أو عندما يتم إجبار الموجة العبور من خلال فتحة صغيرة ، مثال على الحيود هو عندما تصطدم موجة مائية بقارب وتنحني حول القارب ، يتم تغيير الأمواج بعد القارب ، وهذه الخاصية غير مرئية للعين لصغر الطول الموجي للموجات المستخدمة .

الاستقطاب

وهو عندما تتأرجح الموجة في اتجاه معين ، غالباً ما يتم استقطاب الموجات الضوئية باستخدام مرشح مستقطب ، فقط الموجات المستعرضة يمكن أن تكون مستقطبة أما الموجات الطولية ، مثل

الصوت

، لا يمكن أن تكون مستقطبة لأنها تسافر دائمًا في نفس اتجاه الموجة .

في هذه الصورة ، تنتقل الموجة الضوئية غير المستقطبة عبر المرشح ثم يتم استقطابها على مستوى واحد .

الامتصاص

الامتصاص هو عندما تتلامس الموجة مع الوسط مما يجعل جزيئات الوسط تهتز وتتحرك ، هذا الاهتزاز يمتص أو يأخذ بعض الطاقة بعيدا عن الموجة وينعكس القليل من الطاقة .

أحد الأمثلة على الامتصاص هو الرصيف الأسود الذي يمتص الطاقة من الضوء ، يصبح الرصيف الأسود حاراً من امتصاص الموجات الضوئية ويعكس القليل ، أما الشريط الأبيض المرسوم على الرصيف يسقط عليه الكثيرمن الضوء ولكنه يمتص القليل ، نتيجة لذلك سيكون الشريط الأبيض أقل سخونة .

التداخل

عندما تتلامس موجة واحدة مع موجة أخرى ، يسمى هذا تداخل أو تراكب ، وعندما تلتقي الموجات بالموجة الناتجة سيكون لها اتساع مجموع الموجتين المتداخلتين .

اعتمادا على طور الموجات ، يمكن أن يكون التداخل بناء أو مدمر ، إذا كانت الموجة الناتجة لها سعة أكبر من الموجات المسببة للتداخل ، فهذا تداخل بنّاء ووقتها يكون طور الموجتين المتداخلتين متساو ، أما إذا كان لديه سعة أقل ، يسمى هذا التداخل المدمر ، فتدمر فيه الإشارة الأولى الأخرى .