ما هو الطول الموجي: المعادلة وطريقة عملها

جرب أداة القضاء على المشاكل





عندما تحدث موجة طاقة ينتقل من مكان إلى آخر. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك حوض سباحة ، إذا قفزنا إلى المسبح ، تبدأ الموجة في التدفق من المكان إلى جميع أنحاء المسبح. هذه الموجات هي نتيجة لتدفق الطاقة وهذا سوف يتحرك عبر حوض السباحة. هنا يمكننا أن نلاحظ أن الطاقة تتحرك فقط وليس الماء في البركة. عندما تتحرك جزيئات الماء لأعلى ولأسفل بزاوية محددة باتجاه مسار الموجة تسمى موجة عرضية. وبالمثل ، تحدث الموجة الضوئية عندما تنتقل الطاقة التي تتكون من مجالات كهربائية ومغناطيسية. في بعض الأحيان ، يطلق عليه الإشعاع الكهرومغناطيسي. يمكن حساب حجم الموجة بالأطوال الموجية ويمكن قياس الطول الموجي عن طريق تحديد المسافة بين نقطتين على الموجات مثل الذروة إلى الذروة أو من القاع إلى القاع.

ما هو الطول الموجي؟

ال تعريف الطول الموجي هي المسافة بين نقطتين متجاورتين متساويتين داخل الإشارة. عادة ، يمكن قياس الطول الموجي بين نقطتين فرديتين مثل نقطتين متجاورتين ، وإلا فإن القنوات داخل شكل موجة. لأنواع مختلفة من الموجات ، يمكن حساب الأطوال الموجية. يتم حسابها بدقة أكبر في الموجات الجيبية لأن هذه الموجات لها تذبذب متكرر وسلس. ال مخطط الطول الموجي هو مبين أدناه .




الطول الموجي

الطول الموجي

إذا كانت الإشارتان أو الموجتان تسير بسرعة متساوية مع تردد عالٍ ، فسيكون لها طول موجي أقصر. وبالمثل ، إذا كان إشارتين أو الأمواج التي تسافر بسرعة متساوية مع تردد منخفض سيكون لها أطوال موجية متباينة.



معادلة الطول الموجي

يمكن حساب الطول الموجي باستخدام ما يلي صيغة الطول الموجي .

λ = ت / ƒ

في المعادلة أعلاه ،


يستخدم الرمز 'λ' للإشارة إلى الطول الموجي في الرياضيات والفيزياء.

يشير الرمز 'v' إلى السرعة

يشير الرمز 'ƒ' تردد الطول الموجي .

ال المجال الكهرومغناطيسي يشمل موجات مختلفة مثل موجات الضوء وموجات الراديو. هذه الموجات لها أطوال موجية أقل بكثير مقارنة بالموجات الصوتية. لذلك ، تُحسب الأطوال الموجية لهذه الموجات عادةً بالنانومتر أو المليمتر بدلاً من الأمتار أو السنتيمترات.

وحدة الطول الموجي

ال رمز الطول الموجي يتم التعبير عنها بشكل شائع بـ lambda () وهو حرف يوناني.

ال وحدة الطول الموجي للنظام الدولي للوحدات هو متر ويمثله رمز (م). يتم استخدام الكسور خلاف ذلك مضاعفات المتر أثناء حساب الطول الموجي. على وجه الخصوص ، عندما يكون للأطوال الموجية خاصية كبيرة ، يتم استخدام القوى الأسية لـ 10. وبالمثل ، عندما يكون هناك عدد أقل من الأطوال الموجية ، يتم التعبير عنها مثل الأسية السالبة.

أمثلة

  • يحدد الطول الموجي للصوت لونه ، وكذلك الطول الموجي للضوء.
  • يمكن أن تمتد الأطوال الموجية للضوء المرئي من 700 نانومتر إلى 400 نانومتر.
  • يمكن أن يتراوح الطول الموجي الصوتي المسموع من 17 مم إلى 17 م. هذا الصوت أطول بكثير من الضوء المرئي.

الطول الموجي في الشبكات اللاسلكية

في الشبكات اللاسلكية ، تتم مناقشة مفاهيم الترددات بشكل متكرر. هذه أيضًا ميزة مهمة داخل الشبكات مثل Wi-Fi. يمكن عمل هذا باستخدام خمسة ترددات في نطاق جيجاهرتز مثل 2.4 و 3.6 و 4.9 و 5 و 5.9. تحدث الأطوال الموجية الأقصر بشكل أساسي في الترددات العالية والإشارات التي لها أطوال موجية أقل ، وتواجه صعوبة أكبر أثناء اختراق العوائق مثل الأرضيات والجدران.

وبالتالي ، تعمل نقاط الوصول اللاسلكية بشكل أساسي على ترددات أعلى ذات أطوال موجية أقل. يستخدم المزيد من الطاقة لنقل البيانات بنفس السرعات وكذلك المسافات التي يمكن تحقيقها بواسطة أجهزة مثل التي تعمل على ترددات منخفضة باستخدام أطوال موجية أطول.

كيفية قياس الطول الموجي؟

أدوات مثل محللات الطيف الضوئي خلاف ذلك بصري تستخدم مقاييس الطيف لتحديد الأطوال الموجية داخل الطيف الكهرومغناطيسي. يتم قياسها بالأمتار ، والكيلومترات ، والميكرومترات ، والمليمترات وأيضًا الفئات الأقل التي تشمل pic- متر ، نانو متر و femtometers.

يمكن استخدام هذا الأخير لقياس الأطوال الموجية الأقل في الطيف الكهرومغناطيسي مثل الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما والأشعة السينية. من ناحية أخرى ، تشتمل موجات الراديو على أطوال موجية أطول تتراوح من 1 مم إلى 100 كم بناءً على التردد.

إذا تم قياس تردد الإشارة 'f' بالميغاهرتز وتم قياس الطول الموجي 'w' بالأمتار ، فيمكن حساب الطول الموجي والتردد

w = 300 / f و بالتساوي f = 300 / w

تحدد المسافة بين التكرارات داخل الإشارات أينما كان الطول الموجي على طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل موجات الراديو ضمن نطاق الصوت والموجات داخل نطاق الضوء المرئي.

موجات كهرومغناطيسية

هذه الموجات هي نوع من موجات الطاقة وهي تشمل كلا المجالين مثل المجال الكهربائي وكذلك المجال المغناطيسي. تختلف هذه الموجات مقارنة بالموجات الميكانيكية لأنها تنقل الطاقة وكذلك تنتقل عبر الفراغ.

يمكن تصنيف هذه الموجات بناءً على ترددها. تستخدم هذه الموجات لأغراض مختلفة في حياتنا اليومية. أهم هذه الموجات هو الضوء المرئي لأنه يسمح لنا بالرؤية.

موجات كهرومغناطيسية

موجات كهرومغناطيسية

تتضمن موجات الراديو أعلى أطوال موجية مقارنة بجميع أنواع الموجات الكهرومغناطيسية. يتراوح طولها تقريبًا من سنتيمترات طويلة إلى أميال عديدة. كثيرا ما تستخدم هذه الموجات لنقل البيانات في تطبيقات مختلفة مثل الأقمار الصناعية والراديو والكمبيوتر n / w's و رادار .

إشارات الميكروويف هي أصغر من الإشارات اللاسلكية ذات الأطوال الموجية المحسوبة في حدود السنتيمتر. يتم استخدام هذه في الاتصالات لأنها يمكن أن تمر عبر الدخان والغيوم وكذلك المطر الخفيف.

الأشعة تحت الحمراء توجد الموجات بين الموجات الدقيقة وكذلك الضوء المرئي. يتم تصنيف هذه الموجات إلى نوعين مثل الأشعة تحت الحمراء القريبة والأشعة تحت الحمراء البعيدة. تكون موجات الأشعة تحت الحمراء القريبة من الضوء المرئي ضمن الطول الموجي. تُستخدم هذه الموجات بشكل أساسي في أجهزة التحكم عن بُعد في التلفزيون لتغيير القنوات. وبالمثل ، فإن موجات الأشعة تحت الحمراء البعيدة بعيدة عن هذا الضوء ضمن الطول الموجي.

الطول الموجي للموجات فوق البنفسجية هو الأقصر مقارنة بالضوء المرئي. تأتي هذه الأشعة من الشمس لذلك تسبب حروق الشمس. يستخدم ضوء الأشعة فوق البنفسجية بشكل أساسي من خلال التلسكوبات مثل تلسكوب هابل الفضائي لمراقبة النجوم في السماء.

تتضمن الأشعة السينية أطوال موجية أقل مقارنة بالأشعة فوق البنفسجية. لاحظ العالم الألماني 'فيلهلم رونتجن' الأشعة السينية. تستخدم هذه الأشعة لاختراق الجلد وكذلك عضلات البشر لالتقاط صور الأشعة السينية في المجال الطبي.

عندما يقل الطول الموجي للموجة الكهرومغناطيسية ، ستزداد طاقتها. أقصر الأشعة هي أشعة جاما ضمن الطيف. في بعض الأحيان ، تُستخدم هذه الأشعة في علاج السرطان وكذلك التقاط صور واضحة للطب التشخيصي. تتولد هذه الأشعة ضمن انفجارات نووية وسوبرنوفا عالية الطاقة.

وبالتالي ، هذا هو ملف نظرة عامة على الطول الموجي وعملها. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، أي استفسارات بخصوص هذا المفهوم ، يرجى تزويدنا بتعليقاتك من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك ما هو الطول الموجي المقسم ؟