تعريف الطول الموجي

معلومات عامة - بواسطة: Yasmin - almrsal اخر تحديث: 2021-02-06

تعريف الطول الموجي

يمكن تعريف الطول الموجي باعتباره أنه هو المسافة التي تتواجد فيما بين قمتين أو قاع موجة متتالية، وهو ما يتم قياسه باتجاه الموجة،فهو المسافة التي تتواجد من قمة إلى أخرى، أو من قاع إلى آخر، لموجة والتي قد تكون إما موجة صوتية، أو موجة كهرومغناطيسية، أو غيرها من أنواع انواع الموجات ، في حين أنالقمة هي النقطة الأعلى في الموجة أما القاع فهو الأدنى، وذلك نتيجة لأن الطول الموجي هو ذاته المسافة / الطول، فهو ما يتم قياسه بوحدات أطوال والتي من أمثلتها النانومتر، الميلميتر، السنتيمتر، والأمتار، ما إلى نحو ذلك.[1]

وذلك فإن الطول الموجي يعرف بأنه المسافة الواقعة بين النقطتين المتناظرتين الخاصة بموجتين متتاليتين، وفي ذلك تشير (النقاط المتوافقة) إلى جسيمات أو نقطتين في المرحلة ذاتها، أي النقاط التي قد أكملت كسورًا متطابقة من حركتها الدورية،وغالباً ما يحدث في الموجات المستعرضة (الموجات ذات النقاط التي تتأرجح بزوايا قائمة في اتجاه تقدمها) وهو ما يشير إلى الفرق بين الموجات الطولية والمستعرضة .[2]

يتم قياس الطول الموجي من القمة إلى القمة كما يمكن قياسه من القاع إلى القاع؛وذلكبالموجات الطولية (الموجات ذات النقاط التي تهتز في اتجاه تقدمها نفسه)، والتي يتم قياسها من الضغط حتى الانضغاط أو من الخلخلة حتى الخلخلة،وغالباًما يشار إلى الطول الموجي بالحرف اليوناني لامدا (λ)؛والتي تتساوى مع السرعة (v) لقطار الموجة بوسط مقسومًا على التردد الخاص به (f): λ = v / f.

وفي مثال لتطبيق ذلك: إذا كانت سرعة الموجة 600 متر بالثانية الواحدة، وكان يقدر تردد الموجة بـ30 موجة بالثانية الواحدة، فسوف يكون الطول الموجي يساوي= 600/30= أي يكون الناتج عشرون متر.

يختلف الطول الموجي للضوء وفقًا لاختلاف الألوان بمعنى أنه يختلف مع اختلاف كل لون، حيث إن الطول الموجي للون الأحمر يكون هو الأطول مقارنةً بغيره من الألوان، في حين أن اللون البنفسجي يكون الطول الموجي الخاص به أقل من غيره من الأشعة فوق البنفسجية أي أنه يكون أقصر من الضوء البنفسجي، والأمر كذلك حيث يكون الطول الموجي للإشعاع تحت الأحمر أطول من نظيره من طول موجي للضوء الأحمر، إذ أنالطول الموجي يتناسب عكسيا مع التردد، وهو ما يدل على أنه كلما زاد الطول الموجي فإن التردد ينخفض، وبالطريقة نفسها، كلما قل الطول الموجي وأصبح أقصر، سوف يكون التردد أعلى.[1]

قانون الطول الموجي

تم وضع قانون يمكن من خلاله التعرف على الطول الموجي وبه يكون الطول الموجي متساوي مع سرعة الموجة كما يكون مقسوم على التردد، ومن الممكن أن يتم تمثيل تلك العلاقة من خلال المعادلة الآتي بيانها λ= v/f، أما عن تلك الرموز فإن لكل منها المعنى الخاص به والتي أتت على النحو التالي:

λ:تشير إلى الطّول الموجيّ، ويتم قياسها بوحدة المتر.
v:تدل على سرعة الموجة؛ وهي عبارة عن السرعة التي تقوم بتحريك الموجات في أحد الاتجاهات، ويتم قياسها بوحدة المتر لكل ثانيّة.
f:إن ذلك الرمز يعني التردد، وهو ما يعبّر عن ما يدخل في نقطة ما من قمة الموجه في وقتٍ محدد، ويتم قياسها بوحدة الهيرتز.

تعريف التردد

يقصد بالتردد عدد ما يمر في نقطة ثابتة من أمواج في ظل وحدة واحدة بواسطة الجسم في الحركة الدورية، أما عن الموجات الكهرومغناطيسية فإنها تمتد بنطاق من الترددات كبير للغاية، ولكن في حالة كان الوقت من الزمن المطلوب من أجل تلفصل لكي يتم إتمام الاهتزاز أو دورة واحدة هي 1/2 ثانية في حين يقدر التردد بـ2 ثانية، أما إن كانت الفترة 1/100 ساعة فإن التردد يساوي مائة ساعة، وعموماً يكون التردد هو مقلوب الفاصل الزمني أو الفترة من الزمن، وهو ما يعني أن التردد المساوي لـ1/ الفاصل الزمني، وفي مثال على ذلك فإن ما يدور به القمر من تردد حول الكرة الأرضية أكثر بعض الشيء من اثني عشر دورة كل عام.[3]

وما يتم استخدامه في معظم الأوقات من رموز تشير إلى التردد هي (f)، كما يتم استخدام الرمز (Nu) في أوقات كثيرة إذا ما تم تحديد الموجات الكهرومغناطيسية والتي من أمثلتها أشعة جاما، والأشعة السينية والضوء، وغالباً ما يتم اعتماد الأوميغا في سبيل وصف التردد الزاوي وهو مقدار الدوران في كل وحدة من الزمن، كما أنه غالباً ما يعبر عن التردد بوحدة الهيرنز والتي تم إطلاق ذلك الاسم تعليها من أج تكريم العالم الألماني الفيزيائي هينريش رودولف هيرتز بالقرن التاسع عشر الميلادي، إذ أن الهيرتز يساوي دورة واحدة لكل ثانية. .[3]

العلاقة بين الطول الموجي والتردد علاقة طردية

إن كل من التردد والطول الموجي مرتبطان بشكل كبير ببعضهما البعض، إذ أنه كلما قل الطول الموجي يزداد التردد، وهو ما يحدث نتيجة لمرور كافة الموجات الضوئية بالفراغ بالسرعة نفسها، وهو ما يعني إلى أن الطول الموجي يتناسب تناسباً عكسيًا مع التردد، بمعنى أن العلاقة بين الطول الموجي والتردد علاقة طردية، وكذلك فإن أعداد ما يمر في نقطة محددة من عدد القمم الموجية بالثانية الواحدة يعتمد على الطول الموجي، إّذ أن القيمة الخاصة به سوف تكون أكبر بالقصير من الأطوال الموجية، حيث تربط العلاقة ( λν=c) بين التردد والطول الموجي بالموجات الكهرومغناطيسية، ولكل رمز من تلك الرمز شيء يعبر عنه وهي:

v:التردد.
λ:الطول الموجيّ.
c:سرعة الضوء

العلاقة بين الطول الموجي ودرجة الحرارة

يقوم القانون الذي وضعه العالم الفيزيائي (فيينا) والذي حصل نتيجة له على جائز نوبل عام ألف تسعمائة وإحدى عشر ميلادية بوصف أن العلاقة بين درجة الحرارة المنبعثة من مادة مثالية تنبعث كذلك من مختلف الترددات الخاصة بالتردد، وكما ورد في القانون فإن الطول الموجي لكل موجة يتغير مع تغير درجة الحرارة، كما وقد قام العالم فيينا بدراسة توزيع تردد الإشعاع أو الطول الموجي في فترة التسعينيات، ومن خلال تلك الدراسة تمثلت نتائجه في السماح لإشعاع الضوء أن يمر حتى يدخل بحفرة صغيرة في فرن وهو ما يترتب عليه انعكاس تلك الأشعة على جدران الفرن الداخلية حتى يتم امتصاص كافة الأشعة تلك أو معظمها على الأقل، ولا يصبح هناك احتمال للعثور على تلك الأشعة خارج الفرن إلى احتمال ضئيل جداً.[4]

وعقب تلك التجربة يصبح ما يصدر من الإشعاع من ذلك الثقب قريبًا للغاية من الإشعاع الكهرومغناطيسي الخاص بجسم التوازن الذي يتوافق مع درجة حرارة الفرن، وقد توصل العالم (فيينا) أن لكل طول موجي طاقة إشعاعية لها حد أقصى عند طول موجي محدد، وأن ذلك الحد الأقصى ينتقل إلى أطوال موجية أقصر بالتزامن مع ارتفاع درجة الحرارة، وعلى هذا فإن قانون فيينا حول تحويل القدرة الإشعاعية للترددات الأعلى مع ارتفاع درجة الحرارة يبدو في الأجسام ذات الحرارة الدافئة التي تنبعث الأشعة تحت الحمراء و الطاقة الضوئية منها.[4]

تعريف الطول الموجي