موج ساکن

از ویکیجو | دانشنامه آزاد پارسی

موج ساکِن (stationary wave)

امواج حاصل از حرکت دو موج با طول موج و دامنۀ مساوی در جهت‌های مخالف و با سرعت مساوی. اگر یک سر طنابی را به دیوار متصل کنیم و سر دیگر آن را به طرف بالا و پایین تکان دهیم، امواج پس از برخورد با دیوار در طول طناب بازتاب می‌یابند. با فرض کامل‌بودن بازتاب، موج بازتابی به اندازۀ نصف طول موج از موج اولیه عقب است. در این حالت، تداخل روی می‌دهد و برایند جابه‌جایی در هر نقطه و هر زمان مفروض برابر است با مجموع جابه‌جایی‌های هر موج به تنهایی. در نقاطی که ستیغ موج تابش با ناوۀ موج بازتاب برخورد می‌کند، هیچ حرکتی مشاهده نمی‌شود. این نقاط را گره می‌نامند. در نیمۀ راه بین گره‌ها، موج‌ها به‌صورت هم‌فاز برخورد می‌کنند؛ یعنی ستیغ یک موج با ستیغ موج دیگر و ناوۀ آن با ناوۀ موج دیگر تلاقی می‌کند. در این نقاط، دامنۀ موج برایند دوبرابر دامنۀ موج تابش است. بنابراین، طناب را گره‌ها به بخش‌هایی تقسیم می‌کنند که طول هر یک به اندازۀ یک طول موج است. این بخش‌ها در طول طناب حرکت نمی‌کنند، اما طناب در فاصلۀ بین گره‌ها ارتعاشات عرضی دارد. امواج ساکن در تارهای مرتعش آلات موسیقی دیده می‌شود. زه ویولن، وقتی آرشه روی آن کشیده می‌شود، کلاً مرتعش می‌شود و گره‌ها در دو سر زه قرار دارند. به‌علاوه، زه به‌صورت دو نیمه نیز ارتعاش می‌کند که گرهی در وسط آن است. همچنین، به‌صورت سه بخش ارتعاش می‌کند که دو گره آن‌ها را از‌هم جدا می‌کند و ترکیبات دیگری نیز روی می‌دهد که همه نیز هم‌زمان‌اند. ارتعاش کلی نت پایه را تولید می‌کند و سایر ارتعاشات هارمونیک‌های گوناگون آن را پدید می‌آورند. در مکانیک کوانتومی نیز ساختار اتم از طریق قیاس با سیستمی از امواج ساکن توضیح داده می‌شود. بخش عمدۀ فیزیک مدرن بر تفسیر نظریۀ امواج و حرکت موجی مبتنی است. نیز ← موج_ایستاده