موج‌های مکانیکی: تفاوت میان نسخه‌ها

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

[[حرکت موجی]] تقریباً در هرشاخه از [[علم فیزیکْ]] ظاهر می‌شود. بعنوانبه عنوان مثال، موج‌های [[آب]]، نمونۀ بسیار آشنایی از موج‌هایند که همه با آن آشنا می‌باشند. موج‌ها انواع گوناگون دارند، که از آنهاآن‌ها 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. درواقعدر واقع [[حرکت موجی]] را می‌توان بصورتبه صورت آشفتگی‌هایی که در محیط منظور حرکت می‌کنند، ملاحظه کرد. بعنوانبه عنوان مثال، مشاهدۀ 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 وسیلۀ [[انتقال کارمایه]] است. با [[حرکت موجی]] می‌توان [[کارمایه]] را تا مسافت‌های بسیار زیادی پیش فرستاد. [[کارمایه]] در موج‌ها همان [[کارمایۀ جنبشی]] و [[اندرتوان]] مادّه است؛ ولی انتقال [[کارمایه]] براثربر اثر دست به دست شدن [[موج]] از بخشی از [[ماده (فیزیک)|مادّه]] به دیگربخش آن صورت می‌گیرد، نه در نتیجۀ 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.

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

[[جبهه‌‌موج]] بعنوانبه عنوان 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. بعنوانبه عنوان مثال، اگر جبهه‌‌موج بصورتبه صورت صفحه‌های تخت موازی عمود بر جهت انتشار موج باشد، موج را «[[موج تخت]]» می‌نامند. درصورتیکه در مورد «[[موج‌های کروی]]»، جبهه‌‌موج‌ها بصورتبه صورت کُره‌های [[هم‌مرکز]] خواهند بود. با دور شدن از منبع موج، انحنای جبهه‌‌موج‌های کرویْ کمتر می‌شود؛ چنانکه در نقطه‌های خیلی دورتر از منبع در ناحیۀ محدودی از [[فضا]] آنهاآن‌ها را می‌توان بصورتبه صورت موج تخت در نظر گرفت.

هرموج مکانیکی با [[دامنه]]، [[دورۀ تناوب]] و [[فاز]] آن کاملاً مشخّص می‌شود. این کمّیّت‌ها در رابطه‌ای که به «[[معادلۀ موج]]» معروفست، بهم مربوط می‌شوند. معادلۀ موج، وضعیّت هرنقطه از محیط را در هرلحظۀ دلخواه t می‌نمایانَد. [[دامنۀ موج]] بعنوانبه عنوان بیشینۀ مقدار تغییر مکانْ تعریف می‌شود و دورۀ تناوب، زمان لازم برای یک [[حرکت نوسانی]] کامل است.

اگر فاصلۀ میان دو نقطۀ مجاور از موج که [[همفاز]] می‌باشند را بعنوانبه عنوان «[[طول‌موج]]» تعریف کنیم، زمان لازم برای پیمودن یک طول‌موج را «[[دورۀ تناوب]]» می‌نامند. معمولاً معادلۀ موج را برحسب [[عدد موج]] و [[بسامد زاویه‌ای]] نیز بیان می‌کنند. عدد موج بصورتبه صورت ۲π، برابر عکس طول‌موج (۲π/λ) و