قانون انتشار الأمواج وتطبيقات الموجات فوق الصوتية

قانون انتشار الأمواج: سرعة الموجة v = المسافة التي تقطعها الموجة في زمن دوري واحد (الطول الموجي λ) مقسومة على الزمن الدوري T: \[\begin{gathered}v = \dfrac{\lambda}{T} = \lambda \times \left(\dfrac{1}{T}\right) = \lambda \times f\end{gathered}\].

ملاحظات هامة جداً على قانون الانتشار:

• عند انتقال نفس الموجة من وسط لآخر (مثل انتقال الصوت من الهواء إلى الماء): يظل تردد الموجة f ثابتاً لا يتغير (لأنه يرتبط بالمصدر المهتز الأصلي)، وتتغير سرعة الموجة وطولها الموجي طردياً: \[\begin{gathered}\dfrac{v_{1}}{v_{2}} = \dfrac{\lambda 1}{\lambda}2\end{gathered}\].

• عند انتشار موجات مختلفة في نفس الوسط (مثل أصوات مختلفة في الهواء): تكون السرعة v ثابتة وتتغير العلاقة بين التردد والطول الموجي عكسياً: \[\begin{gathered}\dfrac{f_{1}}{f_{2}} = \dfrac{\lambda 2}{\lambda}1\end{gathered}\].

تطبيقات الموجات فوق الصوتية (Ultrasound - ترددها أعلى من 20 كيلوهرتز):

1. في الطب: الفحص التلفزيوني للجنين (السونار)، تفتيت حصوات الكلى والحالب بدون جراحة، وتشخيص تضخم البروستاتا والأورام.

2. في الصناعة: الكشف عن الشروخ والعيوب في المعادن ولحام الأنابيب، وتعقيم المواد الغذائية ومياه الشرب لقدرتها الفائقة على تدمير البكتيريا.

3. في البحرية والملاحة: أجهزة السونار لتحديد أعماق البحار وكشف الغواصات وأسراب الأسماك في المحيطات.