ظاهرة انتقال الطاقة عبر الموجات

2011 مكتبة الفيزياء خواص وسلوك الموجات

أبريل أيزاكس

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

ظاهرة انتقال الطاقة عبر الموجات الموجات الفيزياء

كيف تحافظ الموجة على الطاقة اللازمة كي تنتقل عبر الحبل؟ وكيف يمكنها أن تنتقل من أطراف أصابعك إلى مقبض الباب؟

لابدّ لفهم انتشار الموجات من التفكير بالوسط على أنه عبارة عن جسيمات مترابطة أو أجزاء تستطيع التفاعل مع بعضها بعضاً، وتنتقل الطاقة من مصدر الاضطراب من جسيم إلى الجسيم المجاور.

تخيّل مجموعة من أحجار الدومينو مصفوفة على نسق واحد على طاولة بشكل متجاور، وعندما تنقر على الحجر الأول تنتقل الطاقة التي تنبعث من أصبعك إلى الحجر الأول،  فالحجر الثاني، ثم الثالث، وهكذا دواليك.

 

عندما تنقر على حجر الدومينو فإنك تنقل الطاقة عن طريق إزاحة أوتحريك الوسط (أحجار الدومينو)، لكن عندما تنقل الموجة اضطراباً فإنها تقوم بذلك من دون إزاحة المادة.

بعد أن تتعرض أحجار الدومينو للنقر فإنها تسقط من دون أن تعود إلى وضعها المستقيم الذي كانت عليه أصلاً، أما إذا مرّت الموجة عبر وسط ما فإن هذا الوسط سرعان ما يعود إلى حالة السكون الأصلية، ويُطلق على هذه الخاصية اسم «المرونة».

وتأثيرها مشابه للطريقة التي تعود فيها الحلقة المطاطية المشدودة إلى شكلها الأصلي، ويُطلق على خاصية المرونة أحياناً اسم «ظاهرة انتقال الطاقة».

 

كما أن الخاصية التي تستطيع الموجة من خلالها الانتقال عبر وسط محدد من دون إزاحة المادة بصورة دائمة تُعدّ إحدى الخصائص التي تتميز بها الموجة، وتمثل طريقة نستطيع بواسطتها تحديد هوية الموجة.

لنرجع الآن إلى تجربة الحبل كي نوضح ظاهرة انتقال الطاقة بشكل أفضل، وعندما يضطرب الحبل يقوم جزؤه الأول الذي يتعرض للاضطراب بنقل طاقته إلى الجزء التالي، ثم يعود إلى وضع السكون، وهكذا دواليك.

وعندما يضطرب الحبل يتحرك جيئة وذهاباً على نحو ارتدادي، ولا يتخذ شكل هضبة ووادٍ بصورة دائمة.

 

ولكي نحصل على فكرة أوضح حول كيفية عدم انزياح المادة بشكل دائم في الموجة بإمكاننا التمعن في موجة البحر وسنلاحظ أن الموجة المتحركة عبر ماء البحر لا تزيح ماءها، وإنما يعود الوسط (الماء) إلى وضعه الأصلي، وإذا لم يرجع إلى نقطة السكون فلن يتبق أي ماء في البحر.

عندما يحدث اضطراب متواصل أو متكرر ينتقل عبر الوسط من مصدر ما إلى هدفه من دون أن يزيح المادة ويظل الوسط على حاله بشكل أساسي نعلم أن ثمّة موجة قد تكوّنت.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]