الموجات وصفاتها

 الموجة   The Wave

 تكمن أهميةعلم الفيزياء أنه يساعدنا في دراسةُ الفيزياءِ في فهمِ الظواهرِ منْ حولِنا.ومنْ بينِ التطبيقاتِ

 اليوميةِ والظواهرِ الطبيعيةِ  التي نشاهدُها كثيرًا في حياتِنا: الموجاتُ والحركةُ الموجيةُ.تنتشرُ الموجاتُ على

 سطحِ الماءِ، كما فيالمشهد  المجاور  ،وتنتقلُ الموجاتُفي حبلٍ مشدودٍ أوْ نابضٍ، كما توجدُأنواعٌ أخرى منَ

    الموجاتِ يمكنُنا  الإحساسُ بِها دونَ أنْ نراها مثلَ موجاتِ الصوتِ،  وموجاتِ الضوءِ.

    تُعرَّفُ الموجةُ Wave في الفيزياءِ بأنَّها اضطرابٌ أوِ اهتزازٌ ينتقلُ منْ مكانٍ إلى آخرَ، وتعدُّ  الموجةُ وسيلةً

 لنقلِ الطاقةِ، ومعَ أنَّ الاضطرابَ يتسببُ في حدوثِ اهتزازٍ لدقائقِ الوسطِ  الناقلِ للموجةِ، إلا أنَّ هذهِ

 الدقائقَ لا تنتقلُ منْ موقعٍ إلى آخرَ مثلَ الطاقةِ.لاحظ  ذلكَ كما يحدث لأجزاءِ  الحبل والنابضِ في المشهد

 المقابل حيث كانتْ تهتزُّ للأعلى وللأسفلِ، لكنَّها لمْ تنتقلْ باتجاهِ انتقالِ الطاقةِ في الحبل أو النابضِ. تتولدُ

الموجاتُ فيالوسطِ نتيجةَ اهتزازِ المصدرِ المولدِ للموجاتِ، ثمَّ ينتقلُ الاهتزازُ منَ المصدرِ خلالَ الوسطِ الناقلِ.

 أنواع الموجات

   تصنف الموجات بناءً على اتجاه اهتزاز دقائق الوسط:

     1- الموجات المستعرضة Transverse Waves:  هي موجات يكون اتجاه اهتزاز  جزيئات الوسط متعامداً مع اتجاه انتشارها: 

         في الشكل  المجاور لاحظ أن اتجاه انتشار الموجة  في الحبل أفقيأ نحو اليمين بينما اتجاه اهتزاز جزيئات الحبل رأسيا نحو 

          الأعلى ثم  نحو الأسفل.  وتتميز هذه الموجات بما يلي:

           - الاهتزاز يكون على شكل قمم (أعلى نقطة يصل إليها الإضطراب الموجي) وقيعان (أخفض نقطة يصل اليه

              الاضطراب الموجي).

     ـ     - تنتشر في الاوساط الصلبة والسائلة.

            - لا تنتقل في الغازات.

          - الموجات الكهرومغناطيسية كالضوء، تنتقل في الفراغ.

              - من الأمثلة عليها  موجات سطح الماء ،  الموجات في حبل مشدود  ، الموجات الكهرومغناطيسية,

        2- الموجاتُ الطوليةُ Longitudinal Waves: هي الموجةُ التي يكونُ فيها اتجاهُ اهتزازِ جزيئاتِ الوسطِ الناقلِ لَها باتجاهِ

        انتشارِ الموجةِ نفسِها لاحظ المشهد المتحرك المقابل الذي يمثل موجة  طولية في نابض، حيث اتجاه انتشار

      الموجة أفقيا  نحو اليمين واتجاه اهتزاز جزيئاته أيضاً أفقيا ولكن باتجاه اليمين واليسار.  مثل موجاتُ الصوتِ وبعضُ

      أنواعِ الموجاتِ التي تنتقلُ في النابضِ على شكل تضاغط  وتخلخل. 

       ينتشرُ هذا النوعُ منَ الموجاتِ في جميع الأوساطِ ؛ الصلبةِ والسائلةِ والغازيةِ. يبينُ الشكلُ المقابل  انتشارَ الموجاتِ

      الطوليةِ في نابضٍ،  لاحظْ كيفَ ينتشرُ التضاغطُ والتخلخلُ على طولِ النابضِ، التضاغطُ منطقةٌ تتقاربُ فيها جزيئاتُ

     الوسطِ، بينَما تكونُ  الجزيئاتُ أكثرَ تباعدًا  في منطقةِ التخلخلِ، لاحظ المشهد المتحرك المجاور. 

       ويمكن تلخيص ما سبق كما يلي:

       - اتجاه اهتزاز الوسط بنفس اتجاه انتشارها.

      - تنتشر في الاوساط الصلبة والسائلة والغازية.

      - تنتشر الموجة على شكل تضاغطات ( منطقة تقارب لجزيئات الوسط) وتخلخلات ( منطقة تباعد لجزيئات الوسط).

      -  من الأمثلة على الموجات الطولية:موجات الصوت ، بعض الموجات الزلزالية ، حركة زنبرك عند ضربه باتجاه افقي.

           صفات الموجة

 1- سعة الموجة: هي اقصى ازاحة تحدثها الموجة لدقائق الوسط الناقل بالنسبة الى موقع اتزانها

ويرمز بالرمز A. كما في الشكل  المجاور. وسعة الموجة دلالة على شدة الموجة، كلما زادت سعة الموجة

 زادت شدة الموجة والعكس صحيح.شدة الموجة: نسبة الطاقة التي تنقلها الموجة الى وحدة المساحة

التي يتعامد معها اتجاه انتشار الموجة في وحدة الزمن.

  2- طول الموجة ( λ):  وهوَ المسافةُ بينَ قمتيْنِ متتاليتيْنِ، كما في الشكلِ  المقابل،

   أوْ هوَ المسافةُ بينَ قاعيْنِ متتالييْنِ، ويُرمزُ إليهِ بالحرفِ اليونانيِّ ) λ - لامدا .

  وبصورةٍ عامةٍ فإنَّ المسافةَ بينَ أيِّ نقطتيْنِ متناظرتيْنِ ومتتاليتيْنِ على الموجةِ تساوي الطولَ الموجيَّ.

 3- الترددُ(f) Frequency  : هوَ عددُ الموجاتِ الكاملةِ ( n) التي تعبرُ نقطةً ثابتةً في الوسطِ خلالَ ثانيةٍ واحدةٍ.

       ويُرمَزُ إليهِ بالحرفِ اللاتينيِّ ( ƒ)، أما وحدةُ قياسِ الترددِ فهيَ هيرتز  (  Hz=s^-1 )

     ويمكن حساب التردد من خلال  عدد الموجات الكاملة  والزمن اللازم لحدوث  هذا العدد من الموجات

    من خلال العلاقة:

                         التردد  $=\frac{ \mathrm{عدد} \mathrm{الموجات} \mathrm{الكاملة}}{\mathrm{الزمن} \mathrm{الكلي}}$       $f =\frac{n}{t}\Leftarrow$           

 4- الزمنِ الدوريِّ ( T ) Period: للتعبيرِ عنِ المدةِ الزمنيةِ اللازمةِ لعبورِ موجةٍ كاملةٍ واحدةٍ نقطةً ثابتة

  في الوسطِ. ويُرمَزُ إلى الزمنِ الدوريِّ بالرمزِ ( T)، ووحدةُ قياسهِ هيَ ( s).  ويرتبط التردد بالزمن الدوري

  بالعلاقة الرياضيو التالية:

                                                                           $T=\frac{1}{f}$ 

 ويمكن حسابالزمن الدوري من خلال  عدد الموجات الكاملة  والزمن اللازم لحدوث  هذا العدد من الموجات

  من خلال العلاقة:

          $ا\mathrm{لزم} \mathrm{الدوري} =\frac{\mathrm{الزمن} \mathrm{الكلي}}{ \mathrm{عدد} \mathrm{الموجات} \mathrm{الكاملة}}$    $T =\frac{ t}{n}\Leftarrow$       

 تردد الموجات يساوي تردد مصدر هذه  الموجات، فالترددُ لا يعتمدُ على نوعِ الوسطِ، أيْ أنَّهُ عندَ انتقالِ

موجةٍ ترددُها( 4Hz) ) بينَ وسطيْنِ مختلفيْنِ، فإنَّ ترددَها لا يتغيرُ، ويبقى ( 4Hz، فمثلا اذا سقط شعاع ضوئي

 من الهواء الى وسط  زجاجي شفاف فإنه ينكسر،  ولكن تردد الشعاع سيبقى كما هو ، وسيتغير كل من سرعة الضوء

وطول موجته.

 4- سرعةُ الموجةِ Speed of a Wave:   هي  حاصل قسمةِ المسافةِ ( S) التي تقطعُها على الزمنِ الكليِّ ( t)

  اللازمِ لقطعِ  تلكَ المسافةِ، وتُعطى سرعةُ الموجةِ بالعلاقةِ الرياضيةِ الآتيةِ: $v=\frac{s}{t}$.

   ترتبطُ سرعةُ الموجةِ بكلٍّ منْ ترددِها وطولِها الموجيِّ بالعلاقة الرياضية التالية: 

                                                                                                $\mathit{v}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathit{\lambda }\mathbf{ }\mathit{f}$    

    من هذه العلاقة نجدُ أنَّ الموجةَ ذاتَ الطولِ الموجيِّ الأكبرِ تنتقلُ بترددٍ أقلَّ، في حينِ تنتقلُ الموجةُ التي

  هيَ أقصرُ بترددٍ أكبرَ؛ أيْ أنَّ الطولَ الموجيَّ يتناسبُ عكسيًّا معَ الترددِ.

تختلفُ سرعاتُ الموجاتِ باختلافِ أنواعِها، فمثلً، تختلفُ سرعةُ موجاتِ الماءِ عنْ سرعةِ موجاتِ

الصوتِ. والجدولُ  المقابل يبينُ بعضَ الأمثلةِ على تغيرِ سرعةِ الموجةِ باختلافِ نوعِها.

  نلاحظُ منَ الجدولِ المقابل أيضًا أنَّ سرعةَ الموجةِ الواحدةِ تختلفُ منْ وسطٍ إلى آخرَ،

وألاحظُ اختلافَ سرعةِ انتقالِ موجاتِ الصوتِ في الهواءِ عنْ سرعةِ انتقالِها في ماءِ البحرِ،

 وحيثُ إنَّ ترددَ هذهِ الموجاتِ يساوي ترددَ مصدرِها ولا يتغيرُ عندَ انتقالِها منْ وسطٍ إلى آخر

، فإنَّ التغيرَ في سرعتِها ينتجُ عنْ تغيرِ طولِها الموجيِّ. وتُعدُّ سرعةُ الموجاتِ الكهرومغناطيسيةِ

في الفراغِ إحدى الثوابتِ الكونيةِ، ويُرمَزُ إليْها بالرمزِ ($c$ )

 ماذا  تستنتج من الجدول المقابل؟

سرعة موجات الصوت في الغازات اقل من السوائل اقل من المواد الصلبة

سرعة موجات  الضوء في الفراغ اكبر ما يمكن ثم تقل عند انتقالها في الاوساط

 الشفافة الاخرى.وتعتمد سرعة الموجات على درجة حرارة الوسط.

  الحل:   السعة في  الموجات  هي أقصى إزاحة عن موقع  الاتزان، أي السافة بين منتصف تضاغط ومنتصف تخلخل في

           الموجات الطولية، أي أن  الطول الموجي ( $\lambda$ )  يساوي عدديا مثلي سعتها( A ). لذلك  الطول الموجي  يساوي: 

                                        $2\times 20 =40cm$،

                                      تأمل  الشكل  المقابل     $\Leftarrow$

تمثيل الموجات بيانياً Graphical Representations of Waves:

ويمكنكَرسم المنحنى البياني بطريقتيْنِ:

    1-   منحنى الإزاحة - المسافة :رسم بياني  للموجة اعتمادًا على الازاحة لجزيئات الوسط المهتز

                                             والمسافة التي تقطعها الموجة عن مصدرها.   

  وعندَ رميِ حجرٍ في بركةِ ماءٍ، تتولدُ موجاتٌ مستعرضةٌ تنتشرُ على سطحِ الماءِ على شكلِ دوائرَ مركزُها

نقطةُ سقوطِ الحجرِ. لوْ قمتُ بالتقاطِ صورةٍ ثابتةٍ لمشهدِ تلكَ الموجاتِ عندَ لحظةٍ زمنيةٍ محددةٍ، فإنَّ

المشهدَ يبدو كالمنحنى المبينِ في الشكلِ  المقابل  الذي يمثلُ العلاقةَ بينَ إزاحةِ جزيئاتِ الماءِ للأعلى أوِ

 الأسفلِ والبعدِ عنْ موقعِ سقوطِ الحجرِ، حيثُ يمثلُ البعدُ عنِ المركزِ على محورِ ( x) ووحدةِ قياسهِ (m) )،

والإزاحةُ بالنسبةِ إلى مستوى اتزانِ سطحِ الماءِ على محورِ   (y )ووحدةِ قياسِها( m )

 يفيدُ المنحنى في معرفةِ كلٍّ منَ: الطولِ الموجيِّ وهوَ المسافةُ الأفقيةُ بينَ قمتيْنِ متتاليتيْنِ،

 أو قاعيْنِ متتالييْنِ، والسعةِ - وهيَ أكبرُ  إزاحةٍ رأسيةٍ لجزيئاتِ الماءِ بالنسبةِ إلى مستوى اتزانِها-

 وكذلكَ معرفةُمواقعِ القممِ والقيعانِ المتتاليةِ على سطحِ الماءِ عندَ لحظةٍ زمنيةٍ محددةٍ. 

     2- منحنى الإزاحةِ - الزمنِ Displacement –Time Graph:

    عند وضع  قطعة فلين أو ما شابه في  مسار موجات تنتشر على سطح  الماء، ستلاحظ أن القطعة

  تبقى على بعد ثابت  من مصدر الموجة وتتحرك للأعلى وللأسفل بشكل منتظم  مع مرور الزمن، والشكل

 المقابل يمثل الرسم  البياني  منحنى الإزاحة - الزمن، حيث الازاحة عن وقع الاتزان.

 يفيدُ  هذا المنحنى في معرفةِ كلٍّ منَ:

        •الزمنِ الدوريِّ للحركةِ الموجيةِ: وهوَ الفرقُ في الزمنِ بينَ قمتيْنِ متتاليتيْنِ، أوْ قاعيْنِ متتالييْنِ.

        •السعةِ: وهيَ أكبرُ إزاحةٍ رأسيةٍ تُحدثُها قطعةُ الفلينِ بالنسبةِ إلى مستوى اتزانِها على سطحِ الماءِ.

        •عددِ القممِ والقيعانِ التي تحدثُ لقطعةِ الفلينِ خلالَ مدةٍ زمنيةٍ محددةٍ. 

المثال 7:

تنتشرُ موجاتٌ مستعرضةٌ في حبلٍ ممدودٍ بشكلٍ أفقيًّ، وفي لحظةٍ زمنيةٍ محددةٍ رُسِمَتِ العلاقةُ بينَ إزاحةِ أجزاءِ الحبلِ

 وبُعدِ كلِّ جزءٍ عنْ مصدرِ الاهتزازِ، فكانتْ كما في الشكلِ ، معتمدًا على الرسمِ، أجدُ كل منْ:

     أ. الطولِ الموجيِّ،                ب.  السعةِ،              ج.عددِ الموجاتِ الكاملةِ.

   :الحل   أ. ( 1m =$\lambda$)  المسافة بين  نقطتين متناظرتين  ومتتاليتين.

               ب. السعة ( A=0.4m )    أقصى إزاحة لجزيئات  الوسط المهتز عن  موقع الاستقرار.

               جـ.  عدد الموجات الكاملة:   n=2

المثال8:

تنتشرُ موجاتٌ مستعرضةٌ على سطحِ الماءِ، وتُحدثُ اهتزازًا في قطعةِ فلينٍ على بُعدِ (x) منْ مصدرِالموجاتِ،

مُثِّلَتِ العلاقةُ بينَ الإزاحةِ الرأسيةِ لقطعةِ الفلينِ والزمنِ بيانيًّا، فكانتْ كما في الشكلِ معتمدًا على الرسمِ، أجدُ كلًّ منَ:

 أ.  الزمنِ الدوريِّ،       ب. الترددِ،            جـ. السعةِ

 الحل:  أ. الزمن الدوري:          T=0.4s         

            ب. التردد: $f=\frac{1}{T}= \frac{1}{0.4} =2.5Hz$

              جـ.             A=0.2m

موجاتُ الصوتِ Sound Waves:

ينشأ الصوتُ عنِ اهتزازِ  الأجسام  التي تعتبر مصدراً الصوتِ، وينتقلُ الاهتزازُ إلى دقائقِ

الوسطِ المحيطِ، فينتشرُ في الاتجاهاتِ جميعِها على شكلِ موجاتٍ طوليةٍ.عندَ اهتزازِ

 وترٍ مشدودٍ  أو شوكة رنانة في  الهواءِ، فإنَّهُ يتحركُ باتجاهيْنِ متعاكسيْنِ فيؤثرُ في جزيئاتِ

 الهواءِ   المحيطةِ بهِ مُحدثًا  فيهِا مجموعةً منَ( التضاغطاتِ )ضغطُ الهواءِ المرتفعُ( والتخلخلاتِ )

 ضغطُ الهواءِ المنخفضُ( المتتاليةِ التي تنتشرُ في الهواءِ ناقلةً الصوتَ منَ الوترِ  أو الشوكة الرنانة

 المهتزة إلى أذنِ السامعِ  كما في المشهد المتحرك المقابل. وتنتشر موجات الصوت في الوسط

على شكل تضاغطات وتخلخلات متتالية في جزيئات هذا الوسط، لاحظ الشكل  المقابل.

كيف يتم سماع الصوت؟

 تلتقط الأذن موجات الصوت بطريقة ميكانيكية تهتز فيها طبلة الأذن عند تصادم موجات الصوت معها،

ثم تنتقل الاهتزازات عبر أجزاء الأذن الأخرى، ثم تتحول إلى إشارات كهربائية ينقلها العصب السمعي إلى الدماغ.

 تختلف الأصوات المختلفة عن بعضها في الطول الموجي والترددِ والسعةِ،  واعتماداً على 

 يكمن تمييز الأصوات من خلال:

  1- جهارة الصوت Loudness:  وهذه الخاصية تعبر مدى علو الصوت أو انخفاضه والتي تشير  إ‘لى

     مقياس لاستجابة الأذن للصوت والتي تعبر عن مستوى شدة الصوت والتي  تقاس بوحدة

    الديسيبل(  Decible (dB , وتعتمد جهارة الصوت على سعة موجاته  وعلى شدته مع ثبات التردد

  صغيرةٌ، ويعودُ الاختلافُ في مستوى الشدةِ إلى طاقةِ المصدرِ. يقعُ مستوى شدةِ الصوتِ

 المسموعِ لدى الإنسانِ ضمنَ المجالِ ( 180 dB – 0)، ويمثلُ المستوى ( 0 dB ) عتبةَ السمعِ

 Threshold of hearing لدى الإنسانِ، وهيَ أدنى مستوى شدةٍ للصوتِ يمكنُ للإنسانِ سماعهُ.

 وتعدُّ الأصواتُ التي يزيدُ مستوى شدتِها على 120 dB) ) ضارةً بالأذنِ. وللتمييزِ بينَ شدةِ الصوتِ

ومستوى شدتهِ، أنظرُ الجدولَالمقابل الذي يتضمنُ بعضَ الأمثلةِ على بعضِ الأصواتِ المألوفةِ

 التي نسمعُها كثيرًا.

 2-درجةُ الصوتِ Pitch of Sound:
    وهي إحساسُنا بترددِ الصوتِ والتي  تسنح لنا بتمييزه  من حيث الحدة والغلظة، فالصوت الحاد يكون 

  ذو تردد  عالي  وطول موجي قصير، و الصوت الغليظ تكون موجاته ذات تردد منخفض  وطول موجي كبير.   

يمكنُ   لأذن الانسان سماعُ مجالٍ واسعٍ منَ التردداتِ الصوتيةِ عنْ طريقِ حاسةِ السمعِ لديْنا، فالتردداتُ التي

 تحسُّ بِها أذنُ الإنسانِ سليمِ السمعِ تقعُ في المتوسطِ ضمنَ المجالِ ( 20Hz-20kHz ). ومعَ تقدمِ العمرِ يفقدُ

 الإنسانُ مقدرتَهُ على سماعِ التردداتِ العاليةِ التي تزيدُ على (14kHz ).

 3- سرعة الصوت Speed of Sound : ks:

     اثناء  العواصف الرعدية  نري ضوء البرق وبعد فترة زمنية واضحة نسمع صوت الرعد،  و نرى ضوء الألعاب

  النارية  ثم نسع  الصوت، وهذا دليل  على أن سرعة الصوت  أقل بكثير عن سرعة  الضوء، وتبلغ سرعة الصوت

  في الهواء (340m/s  )  وسرعة الضوء ( 3x10⁸m/s ).

  تتأثرُ سرعةُ الصوتِ بكثافةِ الوسطِ الذي ينتقلُ فيهِ. عندَ انتشارِ الصوتِ في الهواءِ، على سبيلِ المثالِ، فإنَّ

 سرعتَهُ  تزدادُ كلَّما قلَّت كثافةُ الهواءِ، وحيثُ إنَّ كثافةَ الهواءِ تقلُّ بارتفاعِ درجةِ الحرارةِ، نجدُ أنَّ سرعةَ الصوتِ

  في الهواءِ تزدادُ بارتفاعِ درجةِ حرارتِهِ. وينتقلُ الصوتُ في الغازاتِ قليلةِ الكثافةِ مثلَ غازِ الهيليومِ بسرعةٍ أكبرَ

   منْ سرعتهِ في الهواءِ.

الموجاتُ الميكانيكيةُ والموجاتُ الكهرمغناطيسيةُ Mechanical Waves and Electromagnetic Waves

 يوجدُ تقسيمٌ آخرُ للموجاتِ منْ حيثُ طبيعةُ الأوساطِ التي تنتشرُ فيها، وتأثيرُها في هذهِ الأوساطِ؛ فهيَ تُقسَّمُ إلى نوعيْنِ:

 1-الموجاتُ الميكانيكيةُ Mechanical Waves
   هي موجات تحتاجُ وسطٍ تنتشرُ خلالَهُ؛ إذْ إنَّها تسببُ اهتزازًا ميكانيكيًّا في جزيئاتِ هذا الوسطِ، فهيَ تنقلُ

  الطاقةَ الميكانيكيةَ خلالَ الوسطِ. وهذهِ الموجاتِ يمكنُ أنْ تكونَ مستعرضةً أوْ طوليةً. مثل  موجات المياه

  والصوت  وموجات الزلازل والموجات في الحبال والنوابض كما في  المشهد الحركي العلوي المقابل.

 2-الموجاتُ الكهرمغناطيسيةُ Electromagnetic Waves
   هي موجات  مستعرضة تتكون من مجاليْنِ متعامديْنِ: أحدُهُما كهربائيٌّ ( E)، والآخرُ مغناطيسيٌّ ( B)،

  يتذبذبُ كلٌّ منهُما بشكلٍ عموديٍّ على الآخرِ، وكلاهُما عموديٌّ على اتجاهِ انتشارِ الموجةِ الكهرمغناطيسيةِ.

  كما في المشهد الحركي المقابل،وبذلكَ فإنَّ الطاقةَ التي تنقلُها الموجاتُ الكهرمغناطيسيةُ طاقةٌ كهربائيةٌ

   وطاقةٌ مغناطيسيةٌ.

       مصدر  طاقة الموجات الكهرومغناطيسية: 

   تحصلُ موجاتُ الإشعاعِ الكهرمغناطيسي على طاقتِها منْ مصدرِها الذي يتكونُ منْ جُسيماتٍ مشحونةٍ )

  مثلَ الإلكتروناتِ( تهتزُّ بترددٍ محددٍ ( ƒ) حولَ مركزِ اتزانِها،

      ومن مميزات الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى:

          أ- لها طبيعة موجية وجسيمية. اي أن الموجات الكهرومغناطيسية تسلك  سلوك الموجات كالانعكاس  والانكسار

           والحيود  والتداخل وتسلك هذا الموجات أيضاًسلوك الجسيمات المادية مثل  ظاهر  الانعكاس  والانكسار والظاهرة

               الكهروضوئية.

          ب- لا تحتاج وسطا مادي لانتقالها إذا تنتقل في الفراغ  وكذلك في الأوساط المادية الشفافة  

          جـ- سرعتها ثابتة في الفراغ وهي من الثوابت الكونية (  سرعة الضوء في  الفراغ أو الهواء ( c=3x10⁸m/s ) وتقل هذه

                 السرعة كثيراً عندَ انتقالِ الموجاتِ الكهرمغناطيسيةِ المختلفةِ في الأوساطِ الماديةِ الأخرى مثلَ الزجاجِ أوِ الماءِ.

              ويرتبطُ الطولُ الموجيُّ للإشعاعِ الكهرمغناطيسيِّ معَ ترددِه وفقَ العلاقةِ السابقةِ، التي استُعملتْ في حالةِ

             الموجاتِ الميكانيكيةِ، معَ استبدالِ سرعةِ الضوءِ في الفراغِ ( c) بسرعةِ الموجةِ ( v)، بحيثُ تصبحُ العلاقةُ:

                                      c = ƒ λ    ( سرعة الضوء = التردد × الطول الموجي)
 

تتألف موجاتُ الإشعاعِ الكهرمغناطيسيِّ ما يُعرَفُ بالطيفِ الكهرمغناطيسيِّ، وهوَ مجالٌ  ذو

نطاق واسعٌ منَ  الأطوالِ الموجيةِ المختلفةِ  لهذهِ الموجاتِ، التي تختلفُ في خصائصِها.

 ويبينُ الشكلُ المقابل المكوناتِ الرئيسةَ  للطيفِ الكهرمغناطيسيِّ. ألاحظُ أنَّ مكوناتِ

 الطيفِ الكهرمغناطيسيِّ مرتبةٌ تصاعديًّا منَ اليمينِ إلى اليسارِ حسبَ أطوالِها الموجيَّةِ،

 وهيَ: موجاتُ أشعةِ غاما، موجاتُ الأشعةِ السينيةِ، موجاتُ الأشعةِ فوقَ البنفسجيةِ،

 موجاتُ الضوءِ المرئيِّ، موجاتُ الأشعةِ تحتَ الحمراءِ، الموجاتُ الميكرويةُ،

 ثمَّ أكبرُها طولً موجيًّا موجاتُ التلفزةِ والموجاتُ الإذاعيةُ، وهيَ في الوقتِ نفسهِ مرتبةٌ

 منَ اليسارِ إلى اليمينِ تصاعديًّا حسبَ ترددِها وطاقتِها، حيث تُعدُّ أشعةُ غاما أعلاها طاقةً وترددًا.

 يشكلُ الضوءُ المرئيُّ جزءًا صغيرًا منَ الطيفِ الكهرمغناطيسيِّ، وهذا الجزءُ هوَ ما تراهُ عينُ الإنسانِ،

وتنحصرُ الأطوالُ الموجيةُ للضوءِ المرئيِّ بينَ ( 400nm - 700nm )، ويمكنُ تمييزُ سبعةِ ألوانٍ منْها،

 ويبينُ الشكلُ المقابل  الأطوالَ الموجيةَ لهذهِ الألوانِ، إذ يُعدُّ الضوءُ البنفسجيُّ أكبرَها ترددًا وطاقةً

  وأصغرَها طولً موجيًّا، في حينِ أنَّ الضوءَ الأحمرَ أكبرُها طولً موجيًّا وأصغرُها ترددًا وطاقةً.

  ألاحظُ منَ الشكلِ أنَّ أصغرَ طولٍ موجيٍّ تراهُ عينُ الإنسانِ: حواليْ  (400nm ) للضوءِ البنفسجيِّ،

 وأكبرُ طولٍ موجيٍّ تراهُ: حواليْ ( 700nm) للضوءِ الأحمرِ. وباستخدامِ البادئاتِ الملحقةِ في

  وحداتِ النظامِ الدوليِّ، فإنَّ: ( 700nm=700x10^-9=7x10^-7m ).

 تطبيقاتُ الموجاتِ الكهرمغناطيسيةِ Applications of Electromagnetic Waves

 تختلفُ استخداماتُ الموجاتِ الكهرمغناطيسيةِ في التطبيقاتِ التكنولوجيةِ والحياتيةِ باختلافِ

 خصائصِ كلٍّ منْها، منْ مثلِ:

     - الترددِ

    - الطولِ الموجيِّ

    - الطاقةِ التي تحملُها كلُّ موجةٍ،  

    - قدرتِها على الاختراقِ، 

     - خصائصِ الوسطِ الذي تسيرُ فيهِ،

 ومنْ هذه الاستخداماتِ استخدامُ الأشعةِ السينيةِ  في مجالاتٍ مختلفةٍ، منْ مثلِ:

               -  الطبِّ والصناعةِ والمجالاتِ العسكريةِ  والأمنيةِ.   

               - تصويرِ العظامِ والأعضاءِ الداخليةِ للجسمِ؛ فهيَ تحملُ طاقةً  كبيرةً تساعدُها على

                 اختراقِ طبقاتِ  الجسمِ. لاحظ شكل  المقابل.

                - في مجالاتٍ صناعيةٍ للكشفِ عنْ عيوبِ الصناعاتِ ونقاطِ الضعفِ في الهياكلِ الفلزيةِ.

              - في المجالاتِ الأمنيةِ، مثلَ فحصِ حقائبِ المسافرينَ في المطاراتِ، أوْ على شكلِ بواباتٍ

               يدخلُ خلالَها المسافرونَ للكشفِ عنِ الأجسامِوالموادِّ التي قدْ يُخفيها بعضُهم.