موج متناوب

گاهی یك نظم خاص در شكل ظاهری موج مشاهده می ‌شود به‌ طوری كه می ‌توان یك رفتار تكرار شونده را در آن دید.

به نظر شما برای تولید چنین موج ‌هایی چه شرایطی لازم است؟

برای مشاهده فیلم روی شكل زیر کلیک کنید.

 

بدیهی است ارتباط نزدیكی بین شكل ظاهری موج و عامل تولید (چشمه) آن وجود دارد. اگر عامل تولید كننده موج طوری نوسان كند كه به طور پی ‌د ر‌پی و به نحو خاصی تكرار شود آن گاه موج به‌وجود آمده تناوبی خواهد بود.

در شكل‌های زیر چشمه موج یك حركت  هماهنگِ  ساده  دارد. بر این اساس برخی كلمات كه قبلاً در حركتِ هماهنگِ ساده  بكار برده می ‌شد (مثل بسامد، دامنه و دوره‌تناوب) برای توصیف موج متناوب نیز استفاده می ‌گردد.

اشكال زیر یك موج متناوب را كه در طول فنر به‌ وجود آمده به نمایش می ‌گذارد. یك چرخه از موج در هر دو نمودار به صورت رنگی نشان داده شده‌ است. موج متشكل از یك سری چرخه می ‌باشد.

در نمودار زیر، موقعیت عرضی موج بر روی محور عمودی و موقعیت متناظر در طول ‌موج روی محور افقی رسم گردیده‌است. چنین نموداری همانند عكس برداری از موج در یك لحظه خاص می ‌باشد و مُعرّف چگونگی تغییر شكل در نقاط مختلف محیط است.

همان طور كه در نمودار نشان داده شده‌ است دامنه A عبارت از حداكثر انحراف ذرّات محیط از حالت طبیعی می ‌باشد. به‌عبارتی دامنه فاصله بین قله (یا بالاترین نقطه شكل موج) و حالت غیر كشیده و طبیعی محیط موج است. البته دامنه برابر فاصله بین پایین‌ ترین نقطه موج از حالت طبیعی نیز می ‌باشد.

برای مشاهده فیلم روی شكل زیر کلیک کنید.

 

طولِ‌موج  فاصله افقی یك چرخه از موج است. البته طولِ موج معادل فاصله دو قله متوالی یا دو نقطه متناظر متوالی از موج نیز می ‌باشد.

برای مشاهده فیلم  روی شكل زیر کلیک کنید.

 

معمولاً  را با نمادK نشان می ‌دهند و به آن عدد‌موج می ‌گویند.

برای مشاهده فیلم روی شكل زیر کلیک کنید.

 

یكای عدد‌ موج در Si  رادیان بر متر یا rad/m است.

در تصویر زیر نمودار مكان - زمان موج را می ‌بینید. این نمودار بر اساس حركت یك نقطه خاص از موج رسم شده‌ است. در هنگام عبور موج، نقطه مورد نظر از موج طی یك نوسان ساده حركت می ‌كند. همان طور كه از نمودار بر می ‌آید، دوره تناوب عبارت از زمان لازم برای یك نوسان كامل (رفت‌و‌برگشت) است.

برای مشاهده فیلم روی شكل زیر کلیک کنید.

 

البته همانند حركتِ هماهنگِ ساده، بسامد رابطه‌ای مشخص با دوره ‌تناوب دارد: f=1/T

دوره‌تناوب بر حسب ثانیه ‌اندازه‌ گیری می ‌شود و بسامد بر حسب دور بر ثانیه یا هرتز محاسبه می ‌گردد. به عنوان مثال اگر زمان یك دور كامل از موج برابر یك دهم ثانیه باشد آن گاه می ‌توان نتیجه گرفت كه در هر ثانیه، ده نوسان كامل روی می ‌دهد.

برای مشاهده فیلم روی شكل زیر کلیک کنید.

 

در اینجا بد نیست مفاهیم فوق را مرور كنیم.

برای مشاهده فیلم بر روی شكل زیر کلیک کنید.

 

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: سمیرا بادامستانی