تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

ما هي الموجة؟

الموجة هي انتشار الاضطرابات من مكانٍ ما في الوسط إلى مكانٍ آخر بطريقةٍ منتظمة، وأكثرها شيوعًا هي الموجات السطحية التي تنتقل عبر سطح الماء مثلاً: أمواج البحر، ولكن ما يغفل عنه الكثيرون أن الصوت، والضوء، وحركة الجسيمات دون الذرية جميعها لها خصائص موجية (Wavelike properties). ^[1]

ما هي الخصائص الفيزيائية للموجة؟

1- قمة الموجة (Crest) هي أعلى نقطة تصلها الموجة.

2- قاع الموجة (Trough) هو أدنى نقطة تصلها الموجة.

3- سعة الموجة (Amplitude) هي أقصى مسافة تصلها الموجة من المركز إلى القمة أو للقاع.

4- الطول الموجي (Wavelength) هو المسافة بين نفس النقطة على قسمين من الموجة.

5- تردد تواتُر الموجة (Frequency) هو القمم (أو عدد القيعان) الموجية التي تمرُّ بموقع ما خلال فترةٍ زمنيةٍ معينة، فكلما كان عددها أكبر كلما زاد تردد الموجة، والموجة ذات التردد الأكبر لديها طاقة أكبر وطول موجةٍ أقل، فإذا تضاعف تردد الموجة، فإن طاقتها تتضاعف أيضًا وطول موجتها يصغر للنصف. ^[2]

ما أنواع الأمواج كما تراها الفيزياء؟

هناك نوعان رئيسيان في الأمواج الفيزيائية:

1- الموجات الميكانيكية (Mechanical waves).

2- الموجات الكهرومغناطيسية (Electromagnetic waves). ^[3]

ما هي الموجة الميكانيكية؟

الموجات الميكانيكية هي موجات تتطلب وسطًا ماديًا للانتشار أو الانتقال عبره، مثل: الماء، أو الأرض، أو الهواء، فهذه الأمواج تنقل الطاقة عن طريق جعل جزيئات الوسط تهتز أو تتأرجح ذهابًا وإيابًا، حيث تهتز جزيئات الوسط حول مواضع توازن استقرارها عند مرور الموجة من خلالها.

كما هو الحال مع جميع الموجات، تنقل الموجات الميكانيكية الطاقة إلا أنها تنقل هذه الطاقة في نفس اتجاه الموجة، ويمكن للأمواج الميكانيكية أن تتحرك لمسافاتٍ طويلة، ولكنها محدودة في حركتها عبر وسط الإرسال، فلا تتحرك المادة بعيدًا عن موضع توازنها الأولي كما لا تغادر أمواج البحر سطح الماء، ولا تغادر أمواج الصوت وسط الهواء.

ما هي أنواع الموجات الميكانيكية؟

1- الموجات العرضية.

2- الموجات الطولية.

ما هي الموجه الطولية (Longitudinal wave)؟

يهتز الوسط عندما تكون الموجات موازيةً (Parallel) لاتجاه الحركة (Direction)، فتكون حركة جزيئات الوسط المادي على شكل انضغاطاتٍ وتخلخلاتٍ متتابعة، مثل: انضغاط وتخلخل حلقات النابض، فالتخلخل هو المسافة الأبعد عن الموجة الطولية، والانضغاط هو المسافة الأقرب. ^[4]

من أشهر الأمثلة على الموجات الطولية هي الموجات الصوتية (Sound waves)، والتي يمكن أن نعرفها على أي حال بسبب انتقال الصوت عبر الهواء بشكل انضغاطٍ وتخلخل، فعندما يصدر صوتٌ من آلةٍ موسيقية، فإن الموجة الصوتية تضرب الهواء أمام مصدر الصوت عدة مرات في الثانية وهو تردد الموجة، وهذا الضرب يدفع موجةً طوليةً للأمام، ومباشرةً نحو آذاننا لكي نسمعها.

عندما نكون بالقرب من مكبر الصوت، ونضع يدنا أمام مصدر الصوت ، فسنشعر بشيءٍ يضغط على يدنا، وهذه هي الموجات الصوتية الطولية التي يمكن أن نشعر بها، وهي تدفع يدنا نحو الأمام والخلف أثناء تحركها بدلاً من الأعلى والأسفل لأنها موجة طولية.

إذا اصطدم جسمٌ قادرٌ على الاهتزاز بموجةٍ صوتيةٍ ذات ترددٍ معين، فسوف يبدأ في الاهتزاز عند هذا التردد، ويعمل هذا الاهتزاز كموجةٍ طولية في جميع أنحاء الجسم، فعلى سبيل المثال: إذا ضربت موجة الصوت الزجاج بتردّدٍ عالٍ، فسيبدأ الزجاج في الاهتزاز بقوة لدرجة أنه قد يتحطم في النهاية، ويُسمّى هذا التردّد بتردّد الطنين ظاهرة التجاوب (Resonant frequency) حتى أنه يؤدي إلى تحلّل المادة.

ربما كنا نعتقد أن الموجات الطولية تنتقل عبر الهواء فقط، لكن هنالك موجات طوليةٌ تنتقل عبر الأرض، وهي ما نسميه الزلزال (Earthquakes)، فالزلازل تظهر بأشكالٍ عديدةٍ من الأمواج أحدها الموجة الطولية، والتي تُعرف بالموجة (P)، وهي تُحدث حركة ذهابٍ وإياب، وتكون السبب في تحرك الأرض من اليسار إلى اليمين عندما تكون الموجات (P) نشطة. ^[5]

ما هي الأمواج العرضية (Transverse waves)؟

إذا ألقينا حصاةً في بركة ماء راكدة، فإننا نرى تموُّجاتٍ دائرية تتشكل على سطحها ثم تختفي تدريجياً، ويتحرك الماء للأعلى والأسفل، ويبدو تأثير التموُّج المرئي لنا وكأنه موجةٌ متحركةٌ للخارج، وهذا ما ندعوه الموجة العرضية، وفي هذا النوع من الأمواج يهتز الوسط بحيث تكون الموجات متعامدةً (Right angles) مع اتجاه الحركة (Direction).

فالموجات السطحية على سطح الماء، والموجات الزلزالية من النوع S (الثانوية)، والأمواج الناتجة عن أوتار الآلات الموسيقية هي أمثلةٌ على الموجات العرضية، وفي هذا النوع من الموجات لا تتحرك الجسيمات مع الموجة إنما تتأرجح إلى الأعلى والأسفل بنفس المكان، فهي تنقل الطاقة فقط دون أن تنتقل. ^{[6] [7] [8]}