دید کلی
تجربات روزمره نشان می‌دهد که احساس شنیدن وقتی برای ما پیدا می‌شود که شئی در مجاورتمان به
ارتعاش در آید. به عنوان مثال فرض کنید، یک سینی فلزی بر روی یک میز قرار دارد. حال اگر با دست خود ضربه کوچکی بر آن وارد کنیم، در این صورت سینی فلزی ارتعاش کرده و در اثر آن صدایی به گوشمان می‌رسد. بنابراین در اثر ارتعاش
صوت تولید می‌شود.
ارتعاش چیست؟
وقتی نقطه‌ای را دارای حرکت ارتعاشی می‌دانیم که حرکات متناوب شبیه بهم را در زمانهای متساوی انجام دهد. هر چند در زبان عادی ارتعاش را برای رفت و آمد نقطه یا جسم در روی یک خط مستقیم به کار می‌برند، ولی باید دانست که در تعریف ارتعاش انحصار به هیچ حرکت بخصوصی قید نشده است. به عنوان مثال نقطه یا جسمی که در روی دایره یا چند ضلعی مسدود و یا منحنی غیر مشخص مسدودی
حرکت متناوب متشابه بنماید، بنابر تعریف دارای
حرکت ارتعاشی است.
شایان ذکر است که لازم نیست در حین یک ارتعاش جسم یا نقط در حرکت خود
سرعت ثابت داشته باشد. از جمله ممکن است، سرعت متحرک در قسمتی از حرکت خود تند و در قسمت دیگر کند باشد، و یا متحرک در وسط دارای حرکت تندتر و در طرفین دارای حرکت کندتر باشد، و یا دارای حرکت با سرعت ثابت باشد.
انواع ارتعاش
هرگاه در نقطه‌ای از یک محل
الاستیک ، ارتعاش ایجاد شود، آن ارتعاش به صورت تدریجی و با سرعت ثابت به تمام نقاط اطراف آن نقطه انتقال پیدا می‌کند، در این حالت گفته می‌شود که ارتعاش در محیط مذکور انتشار پیدا کرده است. اما در صورتیکه
مسیر انتشار ارتعاش خط مستقیم باشد، امتداد ارتعاشات نسبت به امتداد انتشار دو وضعیت می‌تواند پیدا کند. یا اینکه این دو امتداد بر هم عمودند که در این صورت
ارتعاش را عرضی می‌گویند و یا اینکه این دو امتداد با هم موازی هستند که در این حالت
ارتعاش را طولی می‌گویند.
چند مثال ساده
- طنابی به طول سه متر را در نظر بگیرید که یک سر آن در نقطه‌ای محکم بسته شده است. حال اگر سر دیگر طناب را که در دستمان قرار دارد، در راستای عمود بر زمین با سرعت به طرف بالا و پایین حرکت دهیم، ارتعاشی در طول ریسمان منتشر می‌شود. راستای ارتعاش این ریسمان عمود بر جهت انتشار می‌باشد. این ارتعاش نمونه‌ای از یک ارتعاش عرضی است.
- فنری به طول یک متر را در نظر بگیرید که دو سر آن محکم بسته شده است. حال اگر با دست خود دو طرف فنر را گرفته و آن را به سمت مرکز فنر فشار داده و رها کنیم، در این صورت ارتعاشی در طول فنر ایجاد می‌شود که همان جهت انتشار موج می‌باشد. این ارتعاش نمونه‌ای از یک ارتعاش طولی است.
آیا انتقال ارتعاش با انتقال ماده همراه است؟
هر چند پدیده ارتعاش عرضی و یا ارتعاش طولی در تمام طول
محیط ارتجاعی انتشار و انتقال پیدا می‌کند، با وجود این ، هر جزیی از محیط به نوبه خود حرکت کوچکی کرده و ساکن می‌شود و لذا چیزی که در
محیط انتشار پیدا می‌کند، ماده نمی‌باشد. بلکه پدیده ارتعاش است که جزئی به جز دیگر منتقل می‌شود. چنانچه هرگاه مقداری خرده کاه روی سطح آب مواج
حوض بریزیم ، ملاحظه می‌کنیم که ذرات کاه در جای خود
حرکت متناوب از بالا به پایین و بالعکس را می‌نمایند، ولی از جای اصلی خود روی سطح آب دور نمی‌شوند.
شرط انتقال ارتعاش
نه تنها انتقال پدیده ارتعاش بلکه وجود این پدیده در جسم مرتجع به واسطه این است که هر یک از اجزا جسم عین حرکتی را که جز مجاور انجام داده ، به کلی در لحظه بعد انجام می‌دهد، و اگر تمام اجزا در یک لحظه با هم و به طور کاملا یکسان حرکت می‌نمودند، هیچ وقت ارتعاش یا تراکم و انبساط ، انتقال پیدا نمی‌کرد، و یا به عبارت دیگر
موج تولید نمی‌گشت.
سطح ارتعاش موج
هرگاه ارتعاش به تمام محیط انتقال پیدا کند، هر قسمت از آن ارتعاش کامل را انجام خواهد داد، ولی چون اجزا مختلف محیط ارتعاشی پشت سر هم داخل در ارتعاش می‌شوند، لذا ممکن است قبل از اینکه جز دیگر محیط داخل در حرکت گردد، حرکت جز اول تمام شود، و یا اینکه حرکت جزئی از محیط در جهت و یا در خلاف جهت جز دیگر باشد. به عبارت دیگر اجزا مختلف محیط در یک فاز از حرکت نیستند. سطحی که اجزا مختلف محیط را محدود می‌سازد و نقاط واقع در آن همگی همفاز می‌باشند، به
سطح موج معروف است.
طول موج ارتعاش
هرگاه
منبع ارتعاش کوچک بود. و ما در فاصله نسبتا زیادی از آن واقع باشیم، سطح موج را سطح تخت فرض می‌کنند. اگر چه تمام نقاط واقع بر سطح موج همفاز می‌باشند، ولی لازم نیست که نقاط واقع بر دو سطح موج غیر مشخص نیز همفاز باشند. در صورتی که نقاط واقع بر دو سطح موج متوالی همفاز باشند فاصله عمودی این دو سطح را
طول موج می‌نامند.
وقتی
فیزیک امواج در یک محیط الاستیک انتشار پیدا می‌کند، آن چیزی که انتشار پیدا می‌کند ماده نیست. گفتن آنکه چیزی که انتشار پیدا می‌کند، پدیده تراکم و انبساط است، نیز درست مطلب را برای ما روشن نمی‌سازد. لذا باید گفت که آنچه در واقع در حین
انتشار ارتعاش ، انتقال پیدا می‌کند،
انرژی می‌باشد که به شکل موج از نقطه‌ای به نقطه دیگر انتقال پیدا می‌کند.
مباحث مرتبط با عنوان
