موج‌های مکانیکی: تفاوت میان نسخه‌ها

[[Fileپرونده:Espejo (3207185886).jpg|thumbبندانگشتی|rightراست|250px|موجک در آب، یک موج سطحی می‌باشد.]]

'''موج‌های مکانیکی'''، موج‌هایی‌اند که آنها را در محیط‌های ترادیسی‌پذیر یا کِشسان محدود می‌‌کنیممی‌کنیم. این [[موج‌موج|موج‌ها]]ها از تغییر مکان بخشی از یک [[محیط کِشسان]] نسبت به وضعیّت عادی‌اش ناشی می‌‌شوندمی‌شوند که این امر، موجب [[نوسان]] آن بخشْ حول [[وضعیّت تعادل]] می‌‌شودمی‌شود. بعلّت خاصیّت‌های [[کِشسانی]] محیط، این [[آشفتگی]] از لایه‌ای به دیگرلایه منتقل می‌‌شود؛می‌شود؛ درنتیجه [[موج]]، در محیطْ پیش می‌‌رودمی‌رود. از جمله موج‌های مکانیکی می‌‌توانمی‌توان به «[[موج صوتی]]» اشاره کرد.

[[حرکت موجی]] تقریباً در هرشاخه از [[علم فیزیکْ]] ظاهر می‌‌شودمی‌شود. بعنوان مثال، موج‌های [[آب]]، نمونه‌ی بسیار آشنایی از موج‌هاست که همه با آن آشنا می‌باشند. موج‌ها انواع گوناگون دارند، که از آنها می‌‌توانمی‌توان به «[[موج‌های صوتی]]»، «[[موج‌های رادیویی]]»، «[[موج‌های نورانی]]» یا سایر «[[موج‌های الکترومغناطیسی]]» اشاره کرد. موج‌ها و در حالت کلّی، «[[حرکت موجی]]»، بحدّی اهمّیّت دارند که یکی از فرمول‌بندی‌های [[مکانیک]] [[اتم‌اتم|اتم‌ها]]ها و [[ذرّه‌های ریزاتمی]]، «[[مکانیک موجی]]» نام دارد.

امّا در میان موج‌های گوناگون، موج‌های مکانیکی، گروه بزرگی از موج‌ها می‌باشند که برای انتقال و حرکتشان نیاز به یک [[محیط کِشسان]] و ترادیسی‌پذیر داریم. درواقع [[حرکت موجی]] را می‌‌توانمی‌توان بصورت آشفتگی‌هایی که در محیط منظور حرکت می‌‌کنند،می‌کنند، ملاحظه کرد. بعنوان مثال، مشاهده‌ی اشیای کوچک شناوری مانند یک قطعه-چوبْ روی موج‌های آب می‌نمایانَد که حرکت واقعی بخش‌های گوناگون [[آب]]، جابجایی اندکیست که به بالا و پایین و به عقب و جلو صورت می‌‌گیردمی‌گیرد.

[[حرکت موجی]]، یک وسیله‌ی [[انتقال کارمایه]] است. با [[حرکت موجی]] می‌‌توانمی‌توان [[کارمایه]] را تا مسافت‌های بسیار زیادی پیش فرستاد. [[کارمایه]] در موج‌ها همان [[کارمایه‌ی جنبشی]] و [[اندرتوان]] مادّه است؛ ولی انتقال [[کارمایه]] براثر دست به دست شدن [[موج]] از بخشی از [[مادّه]] به دیگربخش آن صورت می‌‌گیرد،می‌گیرد، نه در نتیجه‌ی حرکت بلندبُرد خود [[مادّه]]. موج‌های مکانیکی، با انتقال [[کارمایه]] توسّط انتشار [[آشفتگی]] در [[مادّه]] مشخّص می‌‌شوندمی‌شوند. بدون آنکه با حرکت کلّی خود [[مادّه]] همراه باشند.

برای انتقال موج‌های مکانیکی، [[محیط مادّی]] لازمست؛ امّا برای گذر [[موج‌های الکترومغناطیسی]]، به چنین محیطی نیاز نیست. بعنوان مثال، [[نور]] ستارگان می‌‌تواندمی‌تواند از فضای تقریباً تهی آزادانه بگذرد. تمام محیط‌های مادّیْ مانند [[هوا]]، [[آب]] و [[فولاد]]، دارای خاصیّت‌های کِشسانی می‌باشند و لذا می‌‌توانندمی‌توانند موج‌های مکانیکی را انتقال دهند. [[خاصیّت کِشسانی]] محیط، باعث می‌‌شودمی‌شود که هرجزئی از محیط که از وضعیّت تعادلش جابجا شده باشد، نیروهای بازگرداننده ایجاد کنند و [[لَختی]]، تعیین می‌‌کندمی‌کند که [[واکنش]] این جزء جابجاشده در برابر نیروهای بازگرداننده چگونه باشد.

انواع گوناگون موج‌های مکانیکی را می‌‌توانمی‌توان با در نظر گرفتن چگونگی رابطه‌ی میان حرکت‌های ذرّه‌های [[مادّه]] با راستای انتشار خود موج‌ها، از هم تمیز داد. اگر حرکت ذرّه‌های مادّه‌ی حامل [[موج]]، بر راستای انتشار موجْ عمود باشد، درینصورت، موج حاصل را «[[موج عرضی]]» می‌نامند. مثلاً اگر انتهای یک [[ریسمان]] قائم تحت [[کِشش]] را به عقب و جلو به [[نوسان]] درآوریم، یک موج عرضی در طول آن به راه می‌‌افتدمی‌افتد. این آشفتگی، در طول ریسمان پیش می‌‌رود،می‌رود، ولی راستای ارتعاش ذرّه‌های ریسمان، بر امتداد انتشار آشفتگی عمود است.

از سوی دیگر، هرگاه جابجایی ذرّه‌های حامل موج مکانیکی، در راستای انتشار انجام گیرد، یک «[[موج طولی]]» خواهیم داشت. مثلاً هرگاه انتهای یک [[فنر]] قائم کِشیده‌شده را بسوی بالا و پایین به نوسان درآوریم، یک موج طولی در طول فنر به راه می‌‌افتدمی‌افتد و حلقه‌های فنر در راستایی که این آشفتگی در طول فنر می‌پیماید، بسوی بالا و پایینْ ارتعاش خواهند کرد. «[[موج صوتی]]»، نمونه‌ای از موج‌های مکانیکی طولی است.

البتّه لازم به ذکرست که برخی موج‌ها نه طولی و نه عرضی می‌باشند. مثلاً در مورد موج‌های روی سطح آب، ذرّه‌های آب هم بسوی بالا و هم بسوی پایین و هم به جلو و عقب حرکت می‌‌کنندمی‌کنند و ضمن حرکت موج‌های آب، این ذرّه‌ها مسیرهای بیضی‌شکل را می‌‌پیمایندمی‌پیمایند.

[[جبهه‌موج]] بعنوان سطحی تعریف می‌‌شودمی‌شود که در لحظه‌ای معیّن، تمام نقطه‌های واقع بر آن سطح، دارای آشفتگی مشابه می‌باشند. با توجّه به نوع موج، جبهه‌موج می‌‌تواندمی‌تواند شکل‌های گوناگون داشته باشد. بعنوان مثال، اگر جبهه‌موج بصورت صفحه‌های تخت موازی عمود بر راستای انتشار موج باشد، موج را «[[موج تخت]]» می‌نامند. درصورتیکه در مورد «[[موج‌های کروی]]»، جبهه‌موج‌ها بصورت کُره‌های [[هم‌مرکز]] خواهند بود. با دور شدن از منبع موج، انحنای جبهه‌موج‌های کرویْ کمتر می‌‌شود؛می‌شود؛ چنانکه در نقطه‌های خیلی دورتر از منبع در ناحیه‌ی محدودی از [[فضا]] آنها را می‌‌توانمی‌توان بصورت موج تخت در نظر گرفت.

هرموج مکانیکی با [[دامنه]]، [[دوره‌ی تناوب]] و [[فاز]] آن کاملاً مشخّص می‌‌شودمی‌شود. این کمّیّت‌ها در رابطه‌ای که به «[[معادله‌ی موج]]» معروفست، بهم مربوط می‌‌شوندمی‌شوند. معادله‌ی موج، وضعیّت هرنقطه از محیط را در هرلحظه‌ی دلخواه t می‌نمایانَد. [[دامنه‌ی موج]] بعنوان بیشینه‌ی مقدار تغییر مکانْ تعریف می‌‌شودمی‌شود و دوره‌ی تناوب، زمان لازم برای یک [[حرکت نوسانی]] کامل است.

اگر فاصله‌ی میان دو نقطه‌ی مجاور از موج که [[همفاز]] می‌باشند را بعنوان «[[طول‌موج]]» تعریف کنیم، زمان لازم برای پیمودن یک طول‌موج را «[[دوره‌ی تناوب]]» می‌نامند. معمولاً معادله‌ی موج را برحسب [[عدد موج]] و [[بسامد زاویه‌ای]] نیز بیان می‌‌کنندمی‌کنند. عدد موج بصورت ۲π، برابر عکس طول‌موج (۲π/λ) و بسامد زاویه‌ای بصورت ۲π برابر عکس دوره‌ی تناوب (۲π/T)، تعریف می‌‌شودمی‌شود.