العلاقة بين الطول الموجي والتردد ستجده بشئ من التفصيل في هذا المقال, حيث أن الفيزياء لها دور أساسي وهام للغاية في حياتنا اليومية، وأثرها تجده بارز في كافة الأمور والمسائل الحياتية، ولذلك يحرص الكثير على دراسة نظرياتها وعلومها ومعادلاتها، فهي تفسر الظواهر التي تحيط بنا، وتعطي سبب منطقي لكل شئ، ويحرص العلماء على أن تكون تعريفاتها ومفاهيمها وقوانينها واضحة للغاية، حتى لا يحدث خلط وحتى لا تسبب التشتت للمتلقي، ولذلك سنوضح لكن تعريف الطول الموجي والتردد الموجي وموجات الصوت في البداية، ثم بعد ذلك سنشرح بالأمثلة العلاقة المنطقية والرياضية بينهما، وستجد في نهاية المقالة روابط خاصة بمجموعة من المقالات المشابهه لهذا المقال يمكن الإطلاع عليها.
ما هو الطول الموجي
- طول الموجة هو قياس المسافة التي تكون فاصلة ما بين عدد من الوحدات الموجية المتشابهة، كما أنها وحدة قياس المسافة التي تكون بين ما بين نقطة على موجة معينة، ونقطة آخرى توازيها على موجة آخرى، ويطلق اسم طول الموجة على المسافة التي تكون بين عدد من الأطوار المتماثلة، أي ما بين نقطتين أحدهما قمة والآخرى قاع.
- هناك أنواع مختلفة من الأمواج، ولكل موجة خصائصها وصفاتها التي تميزها، مثل الموجة الصوتية والموجة الضوئية والموجة المائية، وهناك علاقة ما بين نوع الموجة وبين ترددها.
- يتسائل العديد كيف تصل الأصوات إلى الأذن ثم إلى العقل، وإجابة هذا السؤال متعلقة بشكل كبير بالموجات الصوتية وبالطول الموجي، فالإنسان يستطيع أن يسمع الأصوات التي يكون ترددها يتراوح ما بين 20 هرتز إلى 20.000 هرتز، أما الحيوانات فلهم قدرات سمعية وأحيانًا بصرية تفوق الإنسان قليلًا، مثل الكلاب والوطواط فيمكنهم بسهولة أن يسمعوا أصوات بترددات أقل أو أعلى كثير من معدل سماع الإنسان.
- لكل مادة حولنا صوت خاص بها، وتختلف هذه الأصوات ويختلف طولها الموجي وترددها، فهناك أصوات ذات تردد موجي منخفض، وهناك أصوات آخرى ذات تردد موجي مرتفع.
- يقاس الطول الموجي حسب نوع الموجة وحسب سرعتها، وهناك معادلات معروفة أثبت العلماء صحتها توضح العلاقة ما بينهم وكيفية قياس الطول الموجي، وهذه المعادلة هي الطول الموجي يساوي سرعة الموجة مقسوم على التردد، وهناك معادلة رياضية هي λ= v/f، وكل رمز من هذه الرموز يشير إلى طرف من أطراف المعادلة:
- λ: يشير إلى الطول الموجي، ووحدة قياسه في الرياضيات هو المتر.
- f: يشير إلى التردد الموجي، ووحدة قياسه الهيرتز، ويتم قياسه حسب دخول الموجة إلى نقطة معينة ومرتبطة بتوقيت معين.
- v: تشير إلى سرعة الموجة، وسرعة الموجة هل السرعة المسؤولة عن تحريك الموجات بالإتجاه المحدد، ويتم قياسها بوحدة متر لكل ثانية.
ما هو التردد الموجي
- يرتبط مصطلح التردد الموجي بمصطلح الطول الموجي، وهناك علاقة كبيرة بينهم، فكلما زاد تردد الموجة كلما قل الطول الموجي، وكلما زاد الطول الموجي قل التردد الموجي، ولذلك رأى العلماء أن العلاقة بينهم عكسية.
- وصل العلماء إلى معادلة توضح العلاقة ما بين التعريفين وترتبط بالموجات الكهروماغنطيسية بينهم، وهي λν=c، وكل رمز في هذه المعادلة يشير إلى شئ ما:
- λ: يشير إلى الطول الموجي، ووحدة قياسه المتر.
- v: يشير إلى التردد الموجي، ووحدة قياسه الهيرتز.
- c: يشير إلى سرعة الضوء، ووحدة قياسه متر لكل ثانية.
اعرف أكثر عن موجات الصوت
- تتعلق موجات الصوت بالتررد الموجي والطول الموجي، وموجات الصوت تسمى أيضًا بالموجات الطولية، وهي تعني حركة الهواء واهتزاز جزيئاته في اتجاه الموجة.
- نجد أن تحرك أي مادة لابد أن ينتج منه موجة صوت، فإذا قمت برمي حجر في الماء، سينتج موجات وستتحرك المياه بسبب حركة الحجر، ووجد علماء الفيزياء أن جزيئات المياه حينها ستتحرك لأعلى، وجزيئات الموجة ستتحرك بشكل أفقي على سطح المياه.
- هناك نوع آخر من أنواع الموجات يسمى بالموجة المستعرضة، وهي تشير إلى نوع الموجات التي تتحرك بشكل عمودي في اتجاه حركة واهتزاز جزيئات المادة، مثلما يحدث مع الماء ومع الضوء ومع الصوت، فهم أمثلة حية للموجة المستعرضة نراها حولنا بشكل يومي.
- الموجة الصوتية لديها القدرة على الإنتقال بين كافة الأوساط المختلفة، إلا في الفراغ، فإهتزازات الصوت قادرة على العبور بين جزيئات المواد المختلفة، ولكن تختلف كفاءة ووضوح نقل الصوت من وسط إلى آخر.
- الموجات الصوتية وسرعة الصوت لها العديد من النظريات العلمية المثيرة، فعلى سبيل المثال نجد أنه لا يوجد علاقة واضحة بين سرعة الصوت وبين ضغط الهواء، فالصوت ينتقل بنفس قوته أعلى الجبل وأسفل الجبل، أي ينتقل في الضغط الجوي المرتفع والعادي والمنخفض.
- الموجات الضوئية دائمًا ما تكون أسرع من الموجات الصوتية، وهذا يفسر أننا نرى البرق أولًا ثم نسمع صوت الرعد، فقد وجد العلماء أن سرعة الضوء تصل إلى 300.000كم/ث.
- العلاقة ما بين سرعة الموجة والزمن يتم تفسيرها بالمعادلة الآتية: سرعة الموجة = المسافة التي تستغرقها الموجة ÷ الزمن.
العلاقة بين الطول الموجي والتردد
يتم تفسير العلاقة ما بين الطول الموجي والتردد الموجي فيزيائيُا بالمعادلة الآتية:
- التردد الموجي = عدد الموجات ÷ الزمن.
- عدد الموجات= الزمن بالثواني × الطول الموجي.
