ما الفرق بين الموجات الميكانيكية والموجات الكهرومغناطيسية؟

1 إجابة واحدة

لتعريفك بالفروقات بين الموجات الميكانيكية والموجات الكهرومغناطيسية سأقوم بتعريف كل منهما على حدى، حيث ستستطيع معرفة الفوارق بكل سهولة، بمجرد فهمك لتعريفي هذين النوعين من الأمواج.

الأمواج الكهرومغناطيسية: هي الأمواج الناتجة عن اهتزاز الحقلين الكهربائي والمغناطيسي معًا، ويرمز لها بالرمز (EM)، تدعى هذه الأمواج بالأمواج العرضية (Transverse Waves) نتيجةً لشكلها الذي يشبه الأفعى، ويقاس هذا النوع من الأمواج وفقًا لسعتها وطولها.

يقاس طول الموجة الكهرومغناطيسية بالمسافة بين أعلى نقطة فيها، وأعلى نقطة في الموجة التالية، يطلق على النقطة الأكثر انخفاضًا في الموجة مصطلح بطن الموجة أو قاع الموجة، أما مصطلح الدورة (Cycle) فيطلق على المسافة من الذروة إلى الذروة التي تليها، أو من القاع إلى القاع الذي يليه، يدل عدد الدورات في الموجة الكهرومغناطيسية في الثانية على التردد (Frequency) ووحدة قياسه الهيرتز (Hertz).

يعود اكتشاف الأمواج الكهرومغناطيسية للعالم هايزيش هيرتز، الذي اتخذ من أبحاث العالم جايمس كليرك ماكسويل عن هذه الأمواج أساسًا استند عليه في معرفة طريقة تكون وانبعاث هذا النوع من الأمواج، ثم طبق ما اكتشفه في المختبر.

تنشأ الأمواج الكهرومغناطيسية نتيجة اقتراب الحقل الكهربائي من الحقل المغناطيسي وتذبذبها معًا بشكل عموديٍ وفق زاوية قائمة تبلغ 90 درجة، لتتحرك بعدها الأمواج الناتجة بسرعة تساوي سرعة انتشار الضوء في الفراغ وباتجاهٍ متعامدٍ مع الحقلين.

للأمواج الكهرومغناطيسية أنواعٌ عديدةٌ تدعى بالطيف الكهرومغناطيسي، وتختلف هذه الأنواع فيما بينها بتردد الأمواج الكهرومغناطيسية، وهذه الأنواع هي:

  • أمواج الراديو: الأمواج الميكانيكية ذات التردد الأقصر، تستخدم في نقل إشارات الإذاعة والتلفاز.
  • الأشعة تحت الحمراء (Infrared): تردد الأمواج في هذه الأشعة أطول من أمواج الراديو، وأقصر من الضوء المرئي، تعتبر أطول موجات الأشعة الحمراء ناقلًا للحرارة، بينما لا تستطيع الموجات الأقل طولًا القيام بذلك.
  • الضوء المرئي: تتيح لنا موجات الضوء المرئي رؤية العالم من حولنا، يؤدي اختلاف تردد هذه الأمواج إلى تشكل ألوان قوس قزح.
  • الأمواج فوق البنفسجية (Ultraviolet Waves): تعتبر الشمس المصدر الأساسي لها، وتتمتع بترددات أقل من أمواج الضوء المرئي.
  • الأشعة السينية (X-Rays): تتمتع هذه الأمواج بطاقةٍ عاليةٍ وتنبعث عن الأجسام ذات الحرارة العالية جدًا كهالة الشمس أو ما يعرف بالكورونا.
  • أشعة غاما (Gamma Ray): أمواج كهرومغناطيسية ذات تردد أعلى من سابقاتها، تصدر هذه الأمواج عن أجسام ذات طاقة هائلة في الكون كالنجوم النيوترونية والنابضة.

الموجات الميكانيكية: هو اضطراب في المادة يؤدي إلى انتقال الطاقة عبرها، من غير الممكن إنشاء الموجات الميكانيكية دون مصدر طاقة يؤدي إلى تحفيز المادة.

تحتاج الموجة الميكانيكية إلى وسط تنتقل عبره، سواء كان هذا الوسط سائلًا أو صلبًا أو غازيًا، شرط الانتقال هذا هو ما يفرقها عن الأمواج الكهرومغناطيسية التي لا تحتاج لوسط مادي حتى تنتقل، أي أنها تستطيع الإنتقال في الخلاء.

تهتز جزيئات الوسط المادي أثناء مرور الأمواج الميكانيكية عبرها في مكانها دون أن تتحرك، ثم تنقل هذا الاضطراب إلى الجزيئات المجاورة لها وهكذا، لتتم بهذه الطريقة عملية انتقال الأمواج الميكانيكية في الوسط، دون أن تتحرك جزيئات الوسط من مكانها.

للأمواج الميكانيكية ثلاث أنواع هي:

  • الموجات العرضية: تهتز جزيئات الوسط لفوق وتحت بحسب جهة انتشار الموجات الميكانيكية.
  • الموجات الطولية: تهتز جزيئات الوسط بجهة انتشار الموجات الميكانيكية ولكن إلى الأمام والخلف.
  • موجات سطحية: تنتشر عبره الموجات على شكل دائرة نتيجة تحرك جزيئات الوسط إلى أعلى وأسفل وإلى الخلف والأمام في آنٍ واحد.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما الفرق بين الموجات الميكانيكية والموجات الكهرومغناطيسية؟"؟