هل يمكن أن تنتج الموجات المشوهة صورًا؟
تمثيل موجة بواجهات موجية:
شرح الواجهات الموجية:
تمثيل موجة بالأشعة:
هل يمكن أن تنتج الموجات المشوهة صورًا؟

 

سوف نتحدث في هذا المقال عن الموجات التي تنتقل من وسط إلى آخر، في مثل هذه الحالة يمكن أن يحدث أمرين: جزء من الموجة يمكن أن يرتد مرة أخرى إلى الوسط الأصلي الذي نشير إليه على أنّه انعكاس، وجزء من الموجة يمكن أن ينتقل إلى الوسط التالي، الإرسال، عندما تنتقل الموجة إلى وسط جديد، عادةً ما تكون الموجة “منحنية” أو مشوهة بطريقة ما، وهي ظاهرة نسميها الانكسار (refraction).

 

يمكننا الجمع بين تأثيرات الانعكاس والانحناء هذه لجعل الموجات تظهر كما لو كانت تتشكل في مواقع مختلفة عما هي عليه بالفعل، إذا كانت الموجات المعنية عبارة عن موجات ضوئية، فهذا يعني أنّنا نرى صورًا في أماكن مختلفة عن أماكن وجود الأجسام نفسها، في حين أنّ معظم أمثلتنا ستتضمن موجات ضوئية، فمن المهم أن ندرك أنّ جميع أنواع الموجات ستنعكس وتنكسر أثناء مرورها من وسط إلى آخر، ذكر أنّ هناك طريقتين أخريين يمكن بواسطتها تغيير مسار الضوء: الامتصاص والتشتت.

 

تمثيل موجة بواجهات موجية:

 

حتى الآن تصورنا موجات باستخدام وظائف الجيب المتذبذبة فقط، بالنسبة للموجات أحادية البعد، ولكن بالنسبة للموجات ثنائية الأبعاد أو أعلى، يصبح هذا التمثيل صعبًا، ولذا فإنّنا نقدم فكرة موجات الموجات والأشعة، لنبدأ بالتفكير في إلقاء حجر في الماء وترك التموجات تنتشر إلى الخارج، بعد مرور بعض الوقت، تظهر التموجات وكأنّها تحجب موجات أخرى أجزاء من الموجة ومن الصعب عمومًا رسم وتصور التفاعلات بين موجات كهذه.

 

شرح الواجهات الموجية:

 

تجعل هذه القيود من الصعب استخدام التمثيل، لذلك نعتمد تمثيلًا أكثر فائدة بحذف بعض التفاصيل، أحد هذه التمثيلات هو تمثيل واجهة الموجة الذي نختار فيه رسم جزء واحد فقط من الموجات، نعمل على تمثيل لواجهة الموجة حيث نختار فقط إظهار قمم الأمواج، نظرًا لأنّنا نعلم أنّ الموجة تتأرجح لأعلى ولأسفل، وتنتقل إلى الخارج، يجب أن تكون لدينا فكرة معقولة عما تفعله الموجة بمجرد النظر إلى صورة مقدمة الموجة.

 

في بعض الأحيان، سنقوم برسم واجهات الموجة للقمم والقيعان بألوان مختلفة حتى نتمكن من تراكبها، مع تذكر أنّ تداخل الذروة والقيعان أو القاع والقاع هو أمر بنّاء، في حين أنّ تداخل الذروة والقيعان مدمر، إذا كان الوسط الذي تنتشر خلاله الموجة متناحراً (isotropic)، “أي يتصرف بنفس الطريقة في جميع المواقع”، فستنتشر الموجة بنفس السرعة في جميع الاتجاهات وستكون واجهات الموجة إمّا دوائر متحدة المركز لموجات ثنائية الأبعاد أو مجالات متحدة المركز لموجات ثلاثية الأبعاد.

 

مع انتقال الواجهات الموجية بعيدًا عن