العلاقة بين الطول الموجي والتردد ، حيث أن الموجات هي العملية التي ينتقل بها الصوت والضوء وغيرهما من خلال وسط فارغ أو مادي ، سواء في الهواء أو الماء أو أي وسيط آخر ، وهذه الموجات لها عدة خصائص وعناصر تحدد قوة الموجة الناتجة ، ومن بين هذه الخصائص نجد الطول الموجي والتردد والعلاقة بينهما ، وفي مقالنا اليوم في موقعنا ، سنتعلم المزيد عن هذا الطول الموجي وتردد الموجة ، و العلاقة والاختلاف بينهما.
الطول الموجي
الطول الموجي للموجة هو المسافة التي يقطعها الاضطراب على طول الوسط في دورة موجة كاملة واحدة ، ولأن الموجة تكرر نمطها مرة واحدة في كل دورة موجة ، فإن طول الموجة يسمى أحيانًا طول أنماط التكرار لتشكيل الطول لموجة كاملة ، مثل الموجة المتقاطعة ، يتم قياس هذا الطول عادةً من قمة موجة واحدة ، إلى قمة الموجة المجاورة التالية ، أو من قاع الموجة إلى قاع الموجة المجاورة التالية.
انظر أيضًا: هل يؤثر التردد وطول الموجة في سعة الموجة؟
التردد الموجي
يُعرّف التردد بأنه عدد تذبذبات الموجة لكل وحدة زمنية تُقاس بالهرتز ، ويتناسب التردد طرديًا مع الوسط الذي يحمل الموجة ، ويمكن للإنسان سماع الأصوات بترددات تتراوح من 20 إلى 20000 هرتز ، مع حساسية أكبر للترددات التي تقع في في منتصف هذا النطاق ، وتظهر الأنواع الأخرى اختلافات في نطاقاتها المسموعة. ترتبط الخصائص الفيزيائية للموجات الصوتية بجوانب مختلفة من إدراكنا للصوت. وبالمثل ، فإن تردد الموجة الصوتية مرتبط بإدراكنا للموجات الصوتية عالية التردد التي تعتبر أصواتًا عالية النبرة ، أو ما يسمى بالموجات فوق الصوتية.
العلاقة بين الطول الموجي والتردد
كلما كان الطول الموجي أطول ، كلما انخفض التردد ، وكلما كان الطول الموجي أقصر ، زاد التردد. لذلك ، فإن التردد والطول الموجي يتناسبان عكسياً مع بعضهما البعض. علاقة أخرى هي أن التردد ، الذي يُقاس عادةً بالهرتز ، هو عدد الأطوال الموجية التي تحدث في الثانية. نظرًا لأن جميع موجات الضوء تنتقل بنفس السرعة في الفراغ ، فإن عدد قمم الموجات التي تعبر نقطة معينة في ثانية واحدة يتم تحديده بواسطة الطول الموجي. بالنسبة للموجة ذات الطول الموجي القصير ، فإن هذا الرقم ، الذي يسمى أيضًا التردد ، سيكون أعلى من الموجة ذات الطول الموجي الطويل.
الفرق بين الطول الموجي والتردد
يرتبط الطول الموجي بالتردد وفقًا للارتباطات التي ذكرناها سابقًا ، ومع ذلك ، هناك عدة اختلافات بينهما من حيث التعريف والاستخدام وطريقة القياس وما إلى ذلك ، وهذه الاختلافات مذكورة في الجدول أدناه:
| وجه المقارنة | الطول الموجي | التردد |
| الوصف | الطول الموجي هو المسافة بين الموجات الصوتية | التردد هو عدد المرات التي تحدث فيها الموجة الصوتية. |
| يستخدم | يستخدم الطول الموجي لقياس طول الموجات الصوتية | يستخدم التردد لقياس تردد الموجات الصوتية. |
| اختيار | يمكن تحديد الطول الموجي بناءً على القمم أو الوديان أو صفر المعابر التي يمر الصوت من خلالها | يمكن تحديد التردد بعدد المرات التي يضرب فيها الصوت عاليًا أو منخفضًا. |
| إشارة | الطول الموجي هو مقياس المسافة. | التردد هو مقياس الوقت. |
| وحدة القياس | وحدة الطول الموجي للنظام الدولي للوحدات هي المتر. | وحدة التردد في النظام الدولي للوحدات هي هرتز. |
خصائص الموجة
للموجة ، سواء كانت ضوئية أو صوتية أو غير ذلك ، أربع خصائص أساسية ، وهذه الخصائص هي كالتالي:
- الطول الموجي: كما عرفنا سابقًا ، هذه هي المسافة التي يقطعها الاضطراب على طول الوسط خلال دورة موجة كاملة واحدة.
- تردد الموجة: هو عدد التكرارات في الثانية المقاسة بالهرتز ، أي التردد هو الفترة أو الوقت الذي يمر فيه الطول الموجي.
- سعة الموجة: هي أقصى إزاحة من الموضع المحايد ، وتمثل طاقة الموجة ، والسعة الأكبر تحمل طاقة أكبر ، والإزاحة هي موضع نقطة معينة في المركز أثناء تحركها مع مرور الموجة ، إذن الإزاحة القصوى هي سعة الموجة
- سرعة الموجة: هي السرعة التي يمر بها جزء معين من الموجة خلال نقطة ، وتتعلق السرعة بطول الموجة. إذا تضاعف الطول الموجي ، ستتضاعف سرعة الموجة أيضًا. مرة.
قانون التردد والطول الموجي
لإكمال دائرة الارتباط التي ذكرناها سابقًا بين التردد وطول الموجة ، لدينا أيضًا الجانب الثالث من الارتباط ، وهو السرعة.
- سرعة الموجة = الطول الموجي × التردد
نظرًا لأن هذا هو القانون العام لسرعة الموجات ، يمكن استخلاص التردد وطول الموجة من هذا القانون ، من خلال عكس ضرب الطول الموجي بالتردد ، وبما أن سرعة الموجة تساوي الطول الموجي مضروبًا بالتردد ، يكون قانون حساب الطول الموجي كما يلي:
- الطول الموجي = سرعة الموجة ÷ التردد
يسري هذا القانون على حساب التردد ، والذي يأخذ الشكل التالي:
- التردد = سرعة الموجة ÷ الطول الموجي
انظر أيضًا: العامل الذي يحدد سعة الموجة هو
أمثلة توضيحية تبين العلاقة بين الطول الموجي والتردد
بعد معرفة وحساب قوانين الموجات الصوتية ، نطبق هذه القوانين بشكل عملي من خلال الأمثلة التوضيحية التالية:
- مثال 1: عندما يهتز وتر بتردد 10 هرتز ، ينتج موجة عرضية طولها الموجي 0.25 م. ما سرعة الموجة التي تنتقل على طول الخيط؟
- الحل: نظرًا لأن التردد والطول الموجي معروفين لنا ، فإننا نطبق قانون حساب سرعة الموجة ، والذي ينص على أن سرعة الموجة تساوي الطول الموجي مضروبًا في التردد ، لذا فإن الحل هو: 0.25 × 10 = 2.5 م / ث.
- مثال 2: إذا كانت المسافة الكلية بين 8 قمم متتالية لموجة عرضية هي 12 مترًا ، فما طولها الموجي؟
- الحل: ما نعرفه في المسألة هو سرعة الموجة التي تعبر عن المسافة الكلية وهي 12 مترًا في الثانية ، ويتم التعبير عن التردد هنا بالقمم الثمانية ، وبالتالي فإن الطول الموجي هو السرعة مقسومًا على التردد ، و الطول الموجي: 12 ÷ 8 = 1.5 م.
- المثال الثالث: في ظل عاصفة شديدة ضربت المنطقة ، بدأت صفارات الإنذار تدوي. وتراوح تردد صفارات الانذار ما بين 200 هرتز و 2000 هرتز فما الطول الموجي للموجات الصوتية المنبعثة إذا كانت سرعة الموجات 340 م / ث؟
- الحل: نطبق القانون الذي ينص على أن الطول الموجي هو سرعة الموجة مقسومًا على التردد ، لذا فإن الطول الموجي الأول هو 340 200 = 1.7 م ، والطول الموجي الثاني هو 340 2000 = 0.17 ، لذا فإن تردد الموجة الموجة 1.7 إلى 0.17 م.
وبهذه الطريقة نصل إلى نهاية مقالنا بعنوان العلاقة بين الطول الموجي والتردد ، والذي تعلمنا من خلاله عن الطول الموجي والتردد ، ما هي العلاقة بينهما ، ما هو الفرق بينهما وما هو القانون الذي يمثله. من خلال ذكر الأمثلة المطبقة عليها ، وتعلمنا أيضًا عن خصائص الموجات.