الأمواج الميكانيكية والأمواج الكهرومغناطيسية وتفسير الظواهر الكونية

تقسم الأمواج من حيث قدرتها على الانتشار في الفراغ إلى نوعين حاسمين:

1. • الأمواج الميكانيكية: تنشأ من اهتزاز جسيمات الوسط، وتشترط وجود وسط مادي ناقل (غاز، سائل، أو صلب) ولا تستطيع الانتشار في الفراغ لانعدام الجزيئات الناقلة للطاقة.
   • سرعتها محدودة نسبياً (سرعة الصوت في الهواء نحو \(340 m/s\) وتزداد في السوائل وتصل لنحو \(5000 m/s\) في الحديد والصلب).
   • وقد تكون مستعرضة (أمواج الماء) أو طولية (أمواج الصوت).
2. • الأمواج الكهرومغناطيسية: تنشأ من تذبذب مجالات كهربية ومغناطيسية متعامدة، ولا تشترط وجود وسط مادي وتنتشر في الفراغ المطلق بسرعة الضوء الفائقة (300,000 كم/ثانية)، وجميعها أمواج مستعرضة فقط.
   • وتشمل الطيف الكهرومغناطيسي: موجات الراديو، الميكروويف، الأشعة تحت الحمراء، الضوء المرئي، الأشعة فوق البنفسجية، أشعة إكس، وأشعة جاما.

تعليلات فيزيائية هامة جداً في الامتحانات:

• نرى ضوء الشمس ولا نسمع صوت الانفجارات النووية الشمسية: لأن الضوء موجات كهرومغناطيسية تنتشر في الفراغ الفضائي بين الشمس والأرض، بينما الصوت موجات ميكانيكية يلزمها وسط مادي ولا تنتشر في فراغ الفضاء.

• نرى وميض البرق قبل سماع صوت الرعد رغم حدوثهما في نفس اللحظة: لأن البرق ضوء وسرعة الضوء الكهرومغناطيسي \(\left(\dfrac{3 \times 10^{8} m}{s}\right)\) هائلة جداً مقارنة بسرعة الصوت الميكانيكي في الهواء \((340 m/s)\).