دید کلی وتعریف موج: وقتی که صحبت از موج به میان می آید. بلافاصله به یاد امواج خروشان دریا می افتیم که به طرف ساحل میآیند و خود را به صخرهها میکوبند. این امواج مقادیر زیادی انرژی را از دور دستهای دریا با خود به ساحل می آورند. امواج پیوسته به طرف ساحل در حرکت هستند، لذا آب فقط در محل خود بالا و پایین ، یا عقب و جلو میرود.
اما در واقع موج فقط به همین نوع خاص امواج ختم نمیشود. بلکه امواج مختلفی را می توان نام برد که در زندگی روزمره خود با آنها مواجه میشویم، ولی بی توجه از کنارآنها عبور میکنیم. به عنوان نمونه میتوان به حرکت برگهای درختان که در پاییز آرام آرام به زمین میافتند، تکه سنگی که به داخل آب میافتد و امواجی را بر سطح آب ایجاد میکند، امواج صوتی و هزاران نمونه دیگر اشاره کرد.
بطورکلی انتشارآشفتگی دریک محیط(یافضا)راموج می گویند.درمورداهمیت امواج همین قدرکافی است که بگوییم بخش بزرگی از شناختمان ازدنیای اطرافمان (بینایی وشنوایی)توسط امواج است.
امواج سطحی اقیانوس
امواج دوره ای:نکته مهمی که درابتدای مطالعه امواج بایددرنظر داشت این است که بسیاری ازامواج خاصیت تناوبی دارند.یعنی پس ازیک
دوره زمانی T الگوی موج دوباره تکرارمی شود.خواهیم دیداین خاصیت دربررسی امواج بسیار ماراکمک می کند. جهان پر از امواج دورهای است، اگر چه بیشتر آنها نامرئی هستند. تمام این امواج آشفتگیهای دورهای هستند که وجوه ، اشتراک زیادی باهم دارند.
اما غیر از امواج دورهای ، امواج دیگری نیز وجود دارند که فقط برای یک لحظه دوام میآورند، این نوع امواج را
امواج پالسی میگویند. ریگی که به سطح آب میافتد. فلاش دوربین عکاسی ، صدای شلیک گلوله از تفنگ از این گونهاند. ازاین پس بیشتر صحبت مادرباره امواج دوره ای خواهدبود.
برخی ازویژگیهای کلی امواج:
امواج رفتارهای مشابهی ازخودنشان می دهندکه درهمه آنهامشترک هستند.بامطالعه این رفتارها می توان پدیده های زیادی راتوضیح داد.مهمترین آنهاعبارتنداز:
بازتابش،شکست ،انتشاربه خط راست،پراش،تداخل.
باسه مورداول کمی آشناهستیدامابررسی مفصل بقیه موارد ازحوصله این بحث خارج است.
برخی از امواج شناخته شده:
امواج الکترومغناطیسی: امواج رادیویی، امواج فرابنفش، امواج مادون قرمز،نورمرئی،امواج ماکروویو،پرتوهای ایکس وگاما.
صوت،امواج سطحی آبها،امواج زمین لرزه ای،امواج گرانشی(دررابطه بانسبیت عام).
امواج مادی که ازحل
معادله شرودینگربه دست می آیندومبنای مکانیک کوانتومی هستند.
تقسیم بندیهای کلی موج :
امواج رامی توان ازجهات مختلفی تقسیم بندی نمود.این دسته بندی هاماراکمک می کند تاامواج را بهترمطالعه کنیم.
1)اولین نکته
محیطی است که موج درآن حرکت می کند.ازاین نظردونوع موج وجوددارد:امواج مکانیکی وغیرمکانیکی.
امواج مکانیکی: موجی را که برای انتقال خود نیاز به محیط مادی دارد را موج مکانیکی میگویند. به عبارت دیگری میتوان گفت که این امواج در خلاء منتشر نمیشوند. انواع مختلف امواج مکانیکی را میتوان با در نظر گرفتن چگونگی رابطه بین حرکات ذره های ماده با راستای انتشار خود امواج از هم تمیز داد.
امواج غیر مکانیکی: این امواج برای انتشار خود به محیط مادی نیاز ندارند و در خلاء نیز منتشر میشوند. از جمله این امواج میتوان به امواج الکترومغناطیسی شامل امواج رادیو و تلویزیون ، امواج فرابنفش ، امواج نوری ، امواج ماکروویو اشاره کرد.
2)اگررابطه بین حرکات ذرات ماده با راستای انتشارموج رادرنظربگیریم دونوع رابطه داریم:
اگر حرکت ذرات ماده حامل موج ، بر راستای انتشار موج عمود باشد. در این صورت موج حاصل را
موج عرضی میگویند. به عنوان مثال ، هرگاه انتهای یک ریسمان قائم تحت کشش را به عقب و جلو به نوسان در آوریم، یک موج عرضی در آن به راه میافتند. این آشفتگی در طول ریسمان پیش میرود ولی ارتعاش ذرههای ریسمان بر راستای انتشار آشفتگی عمود است.
از طرف دیگر هرگاه جابجایی ذرات حامل موج در راستای انتشار انجام بگیرد یک
موج طولی خواهیم داشت. به عنوان مثال هرگاه انتهای یک فنر قائم کشیده شده را به بالا و پایین به نوسان در آوریم، یک موج طولی در فنر به راه میافتد و حلقههای فنر در راستایی که این آشفتگی در طول فنر طی میکند، به بالا و پایین ارتعاش خواهند کرد. امواج صوتی از جمله امواج طولی هستند. البته امواج دیگری نیز وجود دارند که نه بطور کامل طولی و نه بطور کامل عرضی هستند. به عنوان مثال امواج روی سطح آب از این گونهاند.
موج مادی: در مکانیک کوانتومی به هر ذره مادی یک موج نسبت میدهند. به عبارت دیگر برای هر ذره ماده دو گونه طبیعت در نظر گرفته میشود. طبیعت موجی و طبیعت ذرهای. این دو حالت هیچ وقت بطور همزمان در نظر گرفته نمیشود. یعنی امکان ندارد در یک پدیده هم حالت موجی و هم حالت ذرهای در مورد یک ذره در نظر گرفته شود.
تااینجامفهوم موج وانواع آن راشناختیم.ابزارریاضی که برای مطالعه امواج استفاده می شود
معادله موج نام دارد.که یک معادله دیفرانسیل درجه دواست.بررسی معادلات موج رابه بعدموکول می کنیم.
منبع:"امواج وارتعاشات" نوشته ا.پ.فرنچ
گردآوری وتنظیم:علیزاده
انجمن های سایت آموزش فیزیک
