الموجات

الموجات

لا بُدّ أنّك شاهدت منظر إلقاء حجر في بحيرة ساكنة أو في مستنقع مائي وكيف أنَّ القاء هذا الحجر وسطَ الماء يُحدث تموّجات مائية على شكل دوائر ممتدّة تبدأ من مركز إسقاط الحجر وتكبُر وتمتد لتُصبح حلقات أوسع وأوسع حتّى تختفي وتتلاشى، وهذهِ الظاهرة الموجيّة المنظورة هيَ من إحدى الأمثلة العينيّة الظاهرة على وجود الموجات وانتشارها في الأوساط الماديّة كالماء في هذهِ الحالة.
الموجات في حياتنا قد تكون مرئيّة كمثالنا السابق وقد تكون غير مرئيّة كبعض الأمواج الكهرومغناطيسية التي تنتشر في الفضاء والهواء من حولنا، ويحتلّ عِلم دراسة الموجات الصدارة لدى دارسي علم الاتصالات الحديث وعلماء الفلك؛ لأنَّ الطبيعة الموجيّة تُفيد كثيراً في فهم خواصّ الموادّ وفي اكتشاف أسرار المُحيط من حولنا.

أقسام الموجات

الموجات تنقسم إلى موجات ميكانيكية تنتشر في الأوساط الصلبة أو السائلة وهُناك موجات كهرومغناطيسية وهي عبارة عن موجات كهربائية ذات طيف مغناطيسيّ ولها أطوال موجيّة مختلفة بعضها طيف مرئي بطول معيّن وكثير منها يقع خلف مجال الرؤية البشريّة كالأمواج الدقيقة والمعروفة بالميكرويف والأمواج تحت الحمراء وفوق البنفسجيّة وأشعة X، وأشعة غاما، وغيرها من الأمواج غير المرئية.

خصائص الموجات

للموجات خصائص تتميّز بها وهي ما نستطيع من خلاله أن نصف به الموجة وما نستطيع أن نُشخّصها ونستدلّ به على سلوكها وطبيعتها ومنها:

• الطول الموجي: وهو في الموجات العرضية يختلف تقديره عن الموجات الطوليّة حيث إنّهُ في الموجات العرضيّة عبارة عن المسافة بين قمتين متتاليتين للموجة أو قاعين مُتتاليين، حيث إنّ للموجة العرضية ما يُعرف بالقمة والقاع، بينما للموجات الطوليّة كموجات التضاغط والتلخلخل في الفضاء فطول هذهِ الموجة هو المسافة بين منتصفي تضاغطين متتاليين أو منتصفي تخلخلين متتاليين، ومن الجدير بالذكر أنّ الطول الموجي يُقاس بوحدة المتر الطولي، ولكن بتدريجات صغيرة جدا كالمايكرو أو النانو، وطول الموجة هو الذي يُحدد نوع الموجة فموجات المايكرويف هي الموجات ذات الطول الموجي القصير بينما المجات الأخرى فهي ذات طول موجي أكبر.
• تردد الموجة: هو نسبة تكرار الموجة الواحدة وترددها في وحدة الزمن، حيث يرتبط مفهوم التردد فيزيائيا ورياضياً بمفهوم الطول الموجي ولا يكاد ينفصل عنهُ البتّة؛ لأنّ العلاقة بين الطول الموجي وبين التردد هي علاقة عكسيّة فعندما يزيد الطول الموجي يكون التردد أقلّ بينما الأمواج ذات الأطول القصيرة فهي ذات ترددات عالية، ويُقاس التردد بوحدة الهيرتز.
• سعة الموجة: هي المسافة بين المُستوى الصفري أو المستوى المرجعي وبين قمّة الموجة أو قاعها، ويُعتبر مقياس سعة الموجة أيضاً دليلاً على الطاقة التي تحملها الموجة وهو ما يُعرف بالطاقة الموجيّة، وتُقاس سعة الموجة أيضاً بالمتر.