الموجات

 الموجات في منها الميكانيكي و في منها الكهرومغناطيسي

 الموجات الميكانيكية هي إطراب بيحصل عند نقطة في مكان ما (في وسط ما) النقطة دي بسميها المصدر و بينقل الإطراب ده إلى نقاط تانية في الوسط، و بمجرد ما يصل الإطراب ده لنقطة تانية، النقطة دي بتبدأ تتحرك نفس حركة المصدر بالظبط، يعني لو نقطة المصدر إتحركت لفوق مسافة ما و رجعت تاني لوضعها المستقر فده نفس نمط الحركة الي هتتحركه النقطة التانية مجرد وصول الإطراب ليها و بسمي الإطراب ده وقتها نبضة،  الإطراب ده برده ممكن يكون عبارة تحريك نقطة المصدر حركة إهتزازية بسيطة و الوسط ممكن يكون أي حاجة زي مثلا مية أو حبل مشدود أو هوا إلخ، و طبعا كل نقاط الوسط بمجرد وصول الإطراب ليها هتتحرك نفس الحركة الإهتزازية البسيطة الي إتحركها المصدر، ووقتها بسمي الشكل النهائي الناتج قطار من الموجات، الموجات دي ممكن تكون مستعرضة و ممكن تكون طولية، مستعرضة لو كان المصدر بيتحرك حركة إهتزازية بسيطة لفوق و لتحت، و طولية لو كان المصدر بيتحرك حركة إهتزازية يمين و شمال، اللنك الي تحت بيوريكم شكل الموجات الميكانيكية المستعرضة و الميكانيكية الطولية 

https://resource.isvr.soton.ac.uk/spcg/tutorial/tutorial/Tutorial_files/Web-basics-show.htm

 أول شكل في اللنك فوق هو الموجات الطولية و الأخير هو الموجات المستعرضة، لو تاخد بالك و تركز مع النقطة الحمرة هتلاقي أنها في أول شكل بتتحرك يمين و شمال في حركة إهتزازية بسيطة، و كمان في أول شكل هتلاقي في أماكن بتكون فيها كثافة الجسميات عالية و أماكن تانية فيها كثافة الجسيمات قليلة، و هتلاقي كمان إن المناطق دي بتتحرك نحية اليمين، المناطق دي إسمها تضاغطات و تخلخلات على الترتيب، إنما في أخر شكل،  هتلاقي نقطة حمرة، لو ركزت معاها هتلاقي إنها بتتحرك لفوق و لتحت في حركة إهتزازية بسيطة، و كمان هتلاقي قمم و قيعان و هتلاقيم بيتحركو نحية اليمن برده

طبعا واضح أن الموجات ظاهرة ديناميكية، يعني الشكل الي انت بتشوفه مش ثابت و لاكن عمال يتغير كل لحظة نتيجة حركة نقاط الوسط، و علشان تشوف ده أكتر ركز على الموجات المستعرضة و بص على قمة واحدة و ركز معاها، هتلاقي القمة دي ماشية نحية اليمين و مش واقفة في مكانها، دلوقتي ركز على الموجات الطولية، وبص على تضاغط واحد، هتلاقي برده إنه بيتحرك نحية اليمين، دلوقتي انا هركز مع الموجات المستعرضة  و الي هينطبق عليها هينطبق على الطولية، فانا  هصور الموجات المستعرضة دي فيديو دي، بعد مصوره هشغله و هوقف الفيدو عند لحظة معينة و هاخد سكرين شوت، الصورة الي تحت بتوري الإسكرين شوت الي انا خدتها

دلوقتي انا محتاج أوصف الي انا شايفه ده بإستخدام الكميات الفيزيائية، الكميات الفيزيائية الي تلزمني لوصف الحركة الموجية هما المسافة و السرعة و التردد و الزمن الدوري.

أول حاجة هنستخدم الكمية الفيزيائية المسافة علشان نعرف كمية فيزيائية تانية إسمها الطول الموجي λ، الطول الموجي بنقول أنه المسافة بين أي قمتين أو قاعين أو أي نقطتين ليهم نفس الطور، يعني إيه ليهم نفس الطور؟ ليهم نفس الطور يعني ليهم نفس الموضع و نفس إتجاه الحركة

تاني حاجة هنستخدم الكمية الفيزيائية السرعة العددية علشان نشوف السرعة الي بيتحرك بيها الإطراب في الوسط، سرعة الإطراب ده بنسميه سرعة الموجة v و دي السرعة الي بيتحرك بيها القمة أو القاع أو أي طور تاني، بس القمة و القاع سهل أشوف حركتهم، فنرجع تاني للنك ده  https://resource.isvr.soton.ac.uk/spcg/tutorial/tutorial/Tutorial_files/Web-basics-show.htm

 و نبص في أخر شكل على أي قمة و نركز معاها أو أي قاع و نركز معاه، هنلاقي أنه بيتحرك نحية اليمبن بسرعة ما، السرعة دي هي سرعة الموجة، طب السرعة دي بتساوي إيه؟ لو ركزت المرة دي مع حجتين، ركزت مع قمة معينة بتتحرك و ركزت مع النقطة الحمرة، هتلاقي أن النقطة الحمرة بتتحرك حركة إهتزازية بسيطة في إتجاه عمودي على الإتجاه الي بتتحرك فيه الموجة، و هتلاحظ التالي، هتلاحظ أنه بمجرد متخلص النقطة الحمرة إهتزازة كاملة أي بعد زمن يساوي T من لحظة بدء المراقبة هتكون القمة الي انت مركز معاها برده إتحركت مسافة تساوي λ نحية اليمين، فمن ده نقدر نشوف أن القمة إتحركت مسافة λ في زمن T و منها بقدر أستنتج أن v=λ/T، يعني سرعة الموجة بتساوي الطول الموجي مقسوم على الزمن الدوري، بس ثواني إحنا برده خدنا في مدونة الحركة الإهتزازية أن υ=1/T حيث υ هو التردد، فمن ده بقدر أكتب v=λυ

الكلام ده هينطبق برده على الموجات الطولية، يعني الطول الموجي ليها هيكون المسافة بين أي تضاغطين أو أي تخلخلين أو أي نقطتين ليهم نفس الطور و سرعة الموجة هتتحسب برده من العلاقة v=λυ

كده إحنا خلصنا كلام عن الموجات الميكانيكية، نتكلم دلوقتي عن الموجات الكهرومغناطيسية، الموجات الكهرومغناطيسية هي أمواج مستعرضة دايما و بتخلف عن الموجات المستعرضة الميكانيكية في حاجة واحدة بس، في قدرة الإطراب على الإنتشار من غير وسط ينقل الإطراب، بس انت ممكن هنا تسألني و تؤولي طب لو مفيش وسط، مين الي بيتحرك حركة إهتزازية بسيطة لفوق و لتحت؟ يعني مثلا في الموجات الميكانيكية فإحنا عرفنا إن نقاط أو جسيمات الوسط بتتحرك حركة إهتزازية بسيطة لما الإطراب يوصلها، مين بأه الي هيتحرك الحركة دي لو مفيش وسط؟ الإجابة المجالات الكهربائية و المجالات المغناطيسية، طب و دول معناهم إيه أصلا؟ لأ دي حتوتة تانية بأه، كل الي انت مطالب بمعرفته  في المرحلة دي هو المعلومة الي انا قولتهالك فوق، و للتخيل فاللنك تحت بيوريك مثال على حركة الموجات الكهرومغناطيسية

https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:EM-Wave.gif

شوية ملاحظات بقه

سرعة الموجة ثابته لكل الموجات من نفس النوع في نفس  الوسط و لاكن بتتغير عند إنتقال الموجة من وسط لوسط تاني، نفس النوع مقصود بيه ميكانيكية مستعرضة و إلا ميكانيكية طولية و إلا كهرومغناطيسية. 

تاني حاجة التردد بتاع الموجة مبيتغيرش عند إنتقال الموجة من وسط لوسط تاني على عكس الطول الموجي الي لازم يتغير طالما السرعة بتتغير.