موج‌های مکانیکی: تفاوت میان نسخه‌ها

▲[[حرکت موجی]] تقریباً در هرشاخه از [[علم فیزیکْ]] ظاهر می‌شود. بعنوان مثال، موج‌های [[آب]]، نمونه‌ی بسیار آشنایی از موج‌هاست که همه با آن آشنا می‌باشند. موج‌ها انواع گوناگون دارند، که از آنها می‌توان 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]] [[اتم|اتم‌ها]] 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 می‌توان بصورت آشفتگی‌هایی که در محیط منظور حرکت 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 می‌گیرد.

▲[[حرکت موجی]]، یک وسیله‌ی [[انتقال کارمایه]] است. با [[حرکت موجی]] می‌توان [[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، نه در نتیجه‌ی حرکت بلندبُرد خود [[مادّه]]. موج‌های مکانیکی، با انتقال [[کارمایه]] توسّط انتشار [[آشفتگی]] در [[مادّه]] مشخّص می‌شوند. بدون آنکه با حرکت کلّی خود [[مادّه]] همراه باشند.

▲انواع گوناگون موج‌های مکانیکی را می‌توان 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 می‌افتد. این آشفتگی، در طول ریسمان پیش می‌رود، ولی راستای ارتعاش ذرّه‌های ریسمان، بر امتداد انتشار آشفتگی عمود است.

▲[[جبهه‌موج]] بعنوان سطحی تعریف می‌شود که در لحظه‌ای معیّن، تمام نقطه‌های واقع بر آن سطح، دارای آشفتگی مشابه می‌باشند. با توجّه به نوع موج، جبهه‌موج می‌تواند 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؛ چنانکه در نقطه‌های خیلی دورتر از منبع در ناحیه‌ی محدودی از [[فضا]] آنها را می‌توان بصورت موج تخت در نظر گرفت.

▲هرموج مکانیکی با [[دامنه]]، [[دوره‌ی تناوب]] و [[فاز]] آن کاملاً مشخّص می‌شود. این کمّیّت‌ها در رابطه‌ای که به «[[معادله‌ی موج]]» معروفست، بهم مربوط می‌شوند. معادله‌ی موج، وضعیّت هرنقطه از محیط را در هرلحظه‌ی دلخواه t می‌نمایانَد. [[دامنه‌ی موج]] بعنوان بیشینه‌ی مقدار تغییر مکانْ تعریف می‌شود 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 می‌کنند. عدد موج بصورت ۲π، برابر عکس طول‌موج (۲π/λ) و بسامد زاویه‌ای بصورت ۲π برابر عکس دوره‌ی تناوب (۲π/T)، تعریف می‌شود.