طول الموجة
طول الموجة هوالمسافة التي تفصل بين الوحدات الموجية المتماثلة المتشابهة ، أي أنه المسافة الفاصلة بين الأطوار المتشابهة ( قمة مع قمة أوقعر مع قعر ). يمثل عادة بالحرف الإغريقي لامبدا (λ). هنالك عددُا من الأمواج التي نلاحظها يوميًا، كالأمواج الضوئية،أوالصوتية أوالمائية. هنالك علاقة عكسية تربط طول الموجة بترددها، فإذا كان لموجتين نفس السرعة تكون الموجة الأقصر ذات ترددًا أكبر.
عمليًا، فإنّ الموجة هي اضطراب في الخواص المحلية، كالضغط في الأمواج الصوتية والمائية أوشدّة الحقل الكهرومغناطيسي في الأمواج الضوئية.
إنّ مدى رد عمل حواس الإنسان (كالبصر أوالسمع) للأمواج تختلف وفق طول الموجة. فتستطيع العين البشريّة حتى تلتقط من الطيف الكهرومغناطيسي فقط أمواجًا يتراوح طولها بين 400 إلى 700 نانومتر في حين تلتقط الأذن أمواجًا يتراوح ترددها بين 20 هرتز و20 كيلوهرتز ، أي أنّ أطولها تتراوح بين 17 متر إلى 17 مليمتر على التوالي تقريبًا (1 كيلوهرتز = 1000 هرتز).
العلاقة بين طول الموجة والتردد
يمثل طول الموجة عادة بالحرف الإغريقي لامدا (λ). ويسري القانون الفيزيائي التالي لجميع الأمواج الدوريّة:
بحيث أنّ:
- هي سرعة تقدم الموجة و
- هوتردد الموجة.
تنطبق هذه العلاقة العامة في مجالي البصريات والصوت . في دراسة الصوت تمثل v سرعة الصوت في الهواء (أوتمثل سرعة الصوت في الماء إذا كان الوسط ماء (هذا مهم بالنسبة إلى الغواصات) ، أوسرعة الصوت في الحديد إذا كان الوسط حديدا) .
حالة الضـــــــوء :
تنطبق العلاقة السابقة بين طول الموجة والتردد أيضا في حالة الضوء مع استبدال سرعة الموجة v بوضع سرعة الضوء c بدلا منها في المعادلة ، أي تكون العلاقة بين طول الموجة والتردد في حالة الضوء هي :
سرعة تقدم الموجة الضوئية في الفراغ تساوي ، وتمثّل دائما بالحرف .
ونظرا لكون الضوء ما إلا موجة كهرومغناطيسية فإن هذه المعادلة تنطبق أيضا على جميع الموجات الكهرومغناطيسية ، على اختلاف أنواعها من موجة راديوية (لاسلكية) أوأشعة فوق البنفسجية أوأشعة تحت الحمراء ، أو موجة ميكروويف ، أوأشعة سينية أوأشعة غاما.
من تلك المعادلة يمكن استنتاج تردد الموجة بفهم طول الموجة . فمثلا إذا كان طول موجة شعاع الاسلكي 30 سنتيمترقد يكون تردده 1 جيجا هرتز .
ونلاحظ استخدام الوحدات :
- فمثلا نقيس سرعة الضوء بالمتر/الثانية أوالسنتيمتر/ ثانية ،
- ونقيس طول الموجة بالمتر أوبالتالي سنتيمتر ،
- فينتج التردد 1/ثانية ، أي هرتز ، حيث حتى 1 هرتز = 1/ثانية.
طول الموجة في غير الفراغ
إنّ سرعة الموجة الضوئية في مادّة ما أصغر منها في الفراغ، ولذا، فوفق القانون أعلاه،قد يكون طولها في المادّة، أقصر منه في الهواء، :
بحيث أنّ هومعامل انكسار الضوء في المادّة. يجدر الانتباه إلى أنّ مصطلح "سرعة الموجة " للموجة الضوئية يشير بشكل عام إلى سرعتها في الفراغ، في حين حتى نفس المصطلح للموجة الصوتية يشير إلى السرعة في مادّة معيّنة، إذ أنّ الموجة الصوتية معرّفة على أنّها اضطراب في المادة، ولذا فإنّها لا يمكن حتى تتكون في الفراغ.
انظر أيضًا
- السعة
- التردد
- التردد الزاوي
- الدالة الدورية
- متجه الموجة
- مرشح التداخل
- مرآة ساخنة
- صورة المرآة
وصلات خارجية
- Conversion: Wavelength to Frequency and vice versa – Sound waves and radio waves
- Teaching resource for 14–16 years on sound including wavelength
- The visible electromagnetic spectrum displayed in web colors with according wavelengths
