موج طولی و عرضی

تاكنون متوجّه شده ‌ایم كه موج عبارت از انتقال انرژی بدون انتقال محیط مادی است و همچنین موج بر اثر انتقال آشفتگی (یا تغییر شكل) در محیط منتشر می ‌شود. به‌عبارتی در هنگام عبور موج ذرّات محیط حول محل تعادل خود نوسان می ‌كنند.

اما راستای نوسانات محیط با راستای انتشار موج چه رابطه‌ای دارد؟

آیا در موج آب یا طناب جنبش ذرّات محیط در جهت و راستای حركت موج است یا عمود بر آن؟

آیا در صوت، جنبش ذرّات محیط در جهت و راستای انتشار موج است؟

در حالت كلی دو نوع موج وجود دارد: طولی و عرضی.

شكل زیر چگونگی به ‌وجود آمدن موج عرضی را در یك فنر ظریف و طویل نشان می ‌دهد.

بر روی كلید شروع کلیک کنید.

اگر یك انتهای فنر به سمت بالا - پایین حركت داده شود یك تَپ به سمت راست شروع به حركت می‌ كند.

اگر برای بار دوّم دست از پایین به بالا آورده شود تَپ دیگری حاصل می ‌شود.

اگر این حركت دست (الف و ب) پی در پی انجام شود یك موج ساده به ‌وجود می ‌آید كه به سمت راست حركت می‌ كند. همان‌ طور كه در شكل رو به ‌رو می ‌بینید اگرچه هر ذرّه محیط در راستای بالا و پایین حركت می‌ كند ولی در عین حال، تغییر شكل ظاهری فنر به سمت راست منتقل می ‌شود.

در حین حركت موج، یك نقطه خاص (قرمز رنگ) از فنر حركتِ هماهنگِ ساده ‌ای در راستای بالا و پایین دارد. حركت نقطه قرمز رنگ عمود بر (یا در عرض) راستای انتقال موج می ‌باشد. این مثال نشان می‌دهد كه در موج عرضی نوسانات ذرّات محیط عمود بر راستای انتشار موج است.

برای مشاهده فیلم بر روی شكل زیر کلیک کنید.

 

امواج رادیویی، نور، ماكروویو و آب جزو امواج عرضی هستند. همچنین موج عرضی در تار گیتار و ریسمان نیز به همین نحو به‌وجود آمده و حركت می‌كند.

برای مشاهده فیلم بر روی شكل زیر کلیک کنید.

 

در مدل ‌سازی انتشار موج عرضی را می ‌بینید(جهت مشاهده مدل سازی این جا را کلیک کنید.) به دقت به حركت ذرّات محیط و چگونگی به وجود آمدن نواحی برآمده و فرو رفته توجّه كنید. در این مدل ‌سازی شما می ‌توانید دامنه (Amplitude) و بسامد (Frequency) را تغییر دهید. در ضمن اگر بر روی (كه در كنار Stop قرار دارد) تقه بزنید می ‌توانید حركت موج را مرحله به مرحله  ببینید.

این مدل‌ سازی این امكان را به شما می ‌دهد كه پنج حالت مختلف موج عرضی را نیز ببینید.

Progressire wave :موج متناوب

Pulsed Crest :تك موجی كه با ناحیه فرو رفته شروع می ‌شود.

Pulsed trougnt :تك موجی كه با ناحیه برآمده شروع می ‌شود.

String fixed at both end :ریسمان به دو نقطه ثابت بسته شده و در آن موج به شكل خاصی به ‌وجود آمده است.

Rod fixed at left end :ریسمان به یك نقطه ثابت بسته شده و در آن موج به شكل خاصی به‌ وجود آمده است.

در تمامی حالات فوق حركت ذرّات محیط چگونه است؟

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: سمیرا بادامستانی