ویژگی‌های موج
برای اینکه بتوانیم یک موج را به صورت کامل معرفی کنیم و تفاوت‌های میان دو موج مختلف را توصیف کنیم، لازم است با ویژگی‌ها یا پارامترهایی از موج آشنا شویم. به طور کلی برای معرفی یک موج می‌توانیم از پارامترهایی همچون سرعت، طول موج، فرکانس و دامنه نوسان بهره ببریم. در ادامه به بررسی بیشتر پارامترهای طول موج و فرکانس می‌پردازیم.
طول موج
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که برای معرفی یک موج ضروری است، طول‌موج است. طول موج حاوی اطلاعات زیادی از نحوه رفتار یک موج نیز به دست می‌دهد. حال ببینیم طول موج چیست؟ هنگامی که یک موج در فضا منتشر میشود وقتی مثلا از یک قله به قله بعدی می‌رسد، به اندازه یک طول موج در فضا پیشروی می‌کند. طول موج معمولا با نماد لاندا (𝛌) نمایش داده میشود، از جنس طول بوده و در مورد نور (امواج الکترومغناطیس) عموما با واحدهای نانومتر(nm) یا میکرومتر(μm) بیان میشود.
طول موج یک موج سینوسی
فرکانس
یکی دیگر از ویژگی‌هایی که برای معرفی یک موج ضروری است، فرکانس است. شکل زیر را در نظر بگیرید که در آن z همچنان ارتفاع موج را نشان می دهد اما محور افقی، این بار، زمان است. در واقع این شکل نشان می‌دهد که موج نسبت به زمان چه رفتاری دارد.
به طور معمول، برای هر فرآیندی که به طور منظم تکرار شود، یک دوره تناوب تعریف میشود. گاهی به این دوره تناوب پریود نیز گفته می شود. بنابراین دوره تناوب یا پریود، مدت زمانی است که طول می کشد تا یک نوسان کامل انجام پذیرد. هر پریود نشان می دهد که چقدر زمان نیاز است تا ذرات یک موج، از یک نقطه در یک فاز مشخص به نقطه همفاز بعدی، برسند. مثلا چقدر زمان لازم است تا موج از یک قله به قله بعدی برسد. بنابر آنچه گفته شد، دوره تناوب یا پریود، از جنس زمان بوده، آن را معمولا با T نمایش داده و واحد آن ثانیه می‌باشد که در شکل زیر هم دیده میشود.
رفتار زمانی موج و دوره تناوب
اما به رفتار زمانی یک موج می‌توان از دیدگاه دیگری نیز نگاه کرد و آن اینست که به جای توجه به مدت زمان یک نوسان ببینیم در یک ثانیه چند نوسان انجام میشود. به این پارامتر در این رویکرد تازه، فرکانس یا بسامد گفته میشود. فرکانس یا بسامد را با f یا (ν) نمایش می دهند و واحد آن هرتز (Hz) تعریف شده است.
در شکل زیر دوره تناوب و فرکانس یک موج مقایسه میشود. چنانچه در این شکل می‌بینید، می‌توان گفت دوره تناوب موج، 0.5 ثانیه است و یا اینکه فرکانس این موج برابر 2 هرتز است. که هر دو به یک نتیجه ختم میشود: این موج در یک ثانیه 2 نوسان انجام می‌دهد.
رفتار زمانی موج و دوره تناوب
شاید بپرسید معرفی پارامتر تناوب و فرکانس چه لزومی دارد؟ پاسخ اینست که هر دو مفهوم به یک نتیجه منتهی می شوند اما در برخی موارد کارکردن با یکی از این دو پارامتر باعث درک بهتر و ساده سازی در معادلات میشود.
دانستن فرکانس کمک می‌کند برآورد مناسبی از نحوه رفتار آن موج و انرژی که به محیط منتقل میشود داشته باشیم. برای نمونه بهتر است بدانید هر چه فرکانس بزرگتر باشد، انرژی که آن موج حمل می‌کند و یا به محیط اطراف منتقل می‌کند، بیشتر است. برای پذیرش این موضوع، کودک بازیگوشی را در نظر بگیرید که دست این کودک در دست یک فرد کهنسال است و باید با هم راه بروند. کودک به خاطر انرژی زیاد، همچنان که راه می‌رود، بالا و پایین هم می‌پرد (پس فرکانس بیشتر) و انرژی زیادی برای انتقال دارد. بنابراین اگر به مانع یا فرد دیگری برخورد کند، شدت ضربه زیاد خواهد بود. اما فرد کهنسال با هر قدم فقط یک نوسان کامل انجام می دهد و اگر به فردی برخورد کند، انرژی زیادی به او منتقل نخواهد کرد.
نکته پایانی که باید به آن اشاره کرد اینست که با استفاده از طول موج ،فرکانس و دوره تناوب یک موج می‌توان سرعت پیشروی آن موج در فضا را با یک رابطه ریاضی ساده به دست آورد. سرعت یک موج معمولا با V نمایش داده می شود و واحد آن متر بر ثانیه است.
رابطه سرعت پیشروی با پارامترهای طول‌موج، دوره تناوب و فرکانس به صورت بالا است. در این رابطه طول موج برحسب متر، دوره تناوب بر حسب ثانیه و فرکانس بر حسب هرتز قرار می‌گیرد.
کپی برداری از مطالب این سایت با ذکر منبع مجاز می‌باشد.
(برگرفته از کتاب کاربرد لیزر در رفع موهای زائد – شاپ لیزر)