المـوجـات حركات تحمل الطاقة، وليس المادة، من مكان إلى آخر. ويمكن إثباتأن الموجات تحمل الطاقة، وليست المادة، من مكان إلى آخر بتجربة يسيرة. فإذا جعلناولدين يمسك كل منهما بطرف حبل، وقام أحدهما بتحريك الطرف الذي يمسك به إلى أعلى ثمإلى أسفل بشدة، فإن الطاقة تمر من جزء من الحبل إلى الجزء التالي كموجة. ويصبح كلجزء من الحبل في حالة حركة مع مرور الموجة، ولكن الحبل نفسه لا يتحرك إلى الأمام معالموجة. وسوف يشعر الولد الذي يمسك بالطرف الآخر بالطاقة التي تنقلها الموجة والتيتحاول تحريك يده. في التجربة الثانية، دع ولداً يرمي بكرة إلى آخر. سيشعر متلقيالكرة ببعض الطاقة التي استخدمت في قذف الكرة. ولكن على عكس حالة الحبل فإن المادة،وهي الكرة، قد أنتقلت من مكان إلى آخر. فالكرة بتحركها تنقل طاقة معها. وموجاتالحبل أو الماء نماذج معروفة للموجات، ولكن هناك الكثير من الموجات التي تتحركحولنا طوال الوقت. فعلى سبيل المثال، ينتقل صوت أناس يتكلمون إلى آذاننا على هيئةموجات، وكذلك تنتقل برامج الإذاعة والتلفاز إلى بيوتنا على هيئة موجات. تنتقل أنواعكثيرة من الموجات فوق وداخل المواد. ويسمى العلماء المادة التي تنتقل خلالهاالموجات وسطاً موجياً. ففي حالة موجات الحبل يسمى الحبل وسط الموجة. وتنتقل موجاتالمحيط على سطح الماء، بينما تنتقل موجات الزلازل خلال الأرض. ولا تحتاج بعضالموجات إلى وسط مادي لتنتقل خلاله. فالموجات الكهرومغنطيسية مثلاً - وهي تشملموجات الحرارة والضوء والراديو – تستطيع أن تنتقل خلال الفراغ. ووسط هذه الموجات هوالمجال الكهرومغنيطيسي (منطقة تحتوي على خطوط قوة). مميزات الموجـات تنتج الموجاتعندما يسبب شيء إضطراباً في وسط ما. فإذا سقطت صخرة مثلاً على بحيرة ساكنة فإنهاتسبب حدوث موجات متحركة. وتسمى الصخرة في هذه الحالة مصدر الموجات. وعندما تقوم أنتبتحريك طرف حبل، فإنك تصبح بذلك مصدر الموجات التي تنتقل بواسطة الحبل. وإذا حركةالحبل إلى أعلى ثم إلى أسفل فإنك تتحدث موجات كبيرة. ويسمى العلماء الجزء الأعلى منأي موجة الذروة أو القمة، والجزء الأسفل من الموجة القاع. ويطلق على إرتفاع القمةعن مستوى الحبل عندما يكون في حالة سكون مصطلح الاتساع. كذلك يمكن قياس الاتساع منالقاع إلى مستوى الحبل الساكن. وبتحريك الطرف الحر من الحبل إلى أعلى وأسفل بسرعةأكبر فإنك تنتج موجات أكثر على الحبل. أي أنك قد زدت تردد الموجات؛ لأن عدداً أكبرمن الموجات يمر بنفس النقطة في ثانية واحدة. ولكن مهما كانت السرعة التي تحرك بهاالحبل إلى أعلى أو إلى أسفل، ومهما كان مقدار الارتفاع أو الانخفاض في الطرف الحرللحبل، فإن سرعة انتقال الموجات عبر الحبل تظل ثابتة. ولا تعتمد سرعة الموجات عبرالحبل تظل ثابتة. ولا تعتمد سرعة الموجات على الاتساع أو التردد، ولكنها تعتمد فقطعلى صلابة وكثافة (أي كتلة وحدة الحجم) الوسط. فعلى سبيل المثال، تكون للحبلالمشدود سرعة موجات أعلى من تلك التي تنتج عبر حبل مرتخ. وتكون سرعة انتقال الموجاتعبر حبل خفيف قليل الكثافة، له درجة شد معينة، أعلى من سرعة انتقالها عبر حبل ثقيلله نفس درجة الشد. وعندما تقوم بزيادة تردد الموجات فإنك تقوم أيضاً بتقصير المسافةبين قمتين أو قاعتين. ويسمى العلماء هذه المسافة الطول الموجي. ونستطيع إيجاد الطولالموجي بقسمة التردد على سرعة الموجة. ويسمى تردد الموجات الصوتية طبقة الصوت. ويمكن رفع طبقة الصوت الموسيقية الناتجة عن آلة وترية بإحكام أو تقصير الوتر. وتكونالأوتار المصممة لإنتاج ترددات منخفضة أكثر ثقلاً وأطول وأقل إحكاماً في الشد منتلك المصممة لإنتاج ترددات أعلى. الحـركـة الموجيـة عندما تتحرك موجة عبر وسط مافهناك في الواقع حركتان جديرتان بالملاحظة. الأولى هي حركة الموجة والثانية هي حركةالوسط نفسه. الموجـات المستعرضة تحرك هذه الموجات الوسط إلى أعلى وأسفل، بينماتنتقل الموجة بطول الوسط. وتسمى الموجات التي تتحرك بهذا النمط بالموجات المستعرضة،لأن حركة الوسط الناتجة تكون عمودية على اتجاه حركة معظم الموجات تشبه التلالوالسهول. للعلماء مصطلحات متباينة لوصف الموجات فيطلقون على التلال القمم وعلىالسهول القيعان. والاتساع هو الكيفية التي يرتفع بها الوسط الحامل للموجة أو ينخفضمن موقعه العادي. والطول الموجي هو المسافة بين نقطتين متناظرتنين على موجتينمتجاورتين. الموجات المستعرضة تسبب حركة جسيمات الوسط إلى أعلى وإلى أسفل، بينماتتحرك الموجة إلى الأمام. فعندما تتحرك موجة مفردة بعيداً عن الولد المبين في الشكلالثاني فإن القمة تنتقل من النقطة أ إلى النقطة ب ثم إلى النقطة ج. ولكن النقاطالثلاث نفسها لا تنتقل عبر الحبل. الموجات الواقفة لا تتحرك عبر الوسط، ولكنها تهتزعلى هيئة عدد صحيح من العروات، ولإنتاج عروتين مثلاً يقوم الولد بإحداث موجة بطولموجي يساوي طول الحبل نفسه بينما يثبت طرف الحبل الآخر. تتحرك النقطتان أ، ج ولكنالنقطة ب الموجودة بينهما تظل ساكنة. الموجات الطولية وتسمى أيضاً الموجاتالانضغاطية، تسبب تحرك جسيمات الوسط إلى الأمام وإلى الخلف. وعلى عكس الموجاتالمستعرضة فإن الجسيمات تتحرك في أتجاه حركة الموجات المستعرضة فإن الجسيمات تتحركفي اتجاه حركة الموجات وليس عمودياً عليه. فإذا اسقبلت نهاية زنبرك مشدود دفعة قويةفإن موجة طولية تنتقل عبر الزنبرك. وتحرك الموجة حلقات الزنبرك لتتقارب أكثر بعضامع بعض. وعندما ينتهي مرور الموجة تعود الحلقات إلى وضعها الأصلي متباعدة كما كانت. الموجات؛ فموجات الحبل، على سبيل المثال، موجات مستعرضة. ومن الأمثلة الأخرى لذلك،الموجات الكهرومغنطيسية مثل الضوء، وكذلك موجات الماء. وإذا ما تحرك الحبل رأسياًأو أفقياً يقال أن للموجات استقطابا رأسياً وأفقياً؛ أي أن الوسط يهتز في اتجاهواحد فقط. والموجات المستعرضة هي الموجات الوحيدة ذات الاستقطاب. الموجات الطولية. وتسمى أيضاً الموجات الانضغاطية وتنتقل في نفس أتجاه حركة الوسط. وتنشأ مثل هذهالموجات مثلاً في زنبرك مشدود عند ضغط بضع لفات من الزنبرك عند أحد طرفيه ثم إطلاقهمرة أخرى. وتعد الموجات الصوتية وكذلك موجات بعض الزلازل موجات طولية. الموجاتالمسافرة والموجات الواقفة. في الأمثلة السابقة الخاصة بالموجات الناشئة عن تحريكطرف حبل، تنتقل الموجات من طرف إلى آخر. وتسمى هذه الموجات الموجات المسافرة. ولكنفي بعض الحالات تصبح الموجات أسيرة لوسط معين. فإذا أمسك خيط من طرفيه ثم دفع بقوةفإن طاقة الموجات الناشئة لا تستطيع مغادرة الخيط. وينشأ هذا الوضع عن نمط موجييسمى الموجات الواقفة، ويحدد حجم الفراغ الذي يحتوي على مثل هذه الموجات الطولالموجي. وتوجد الموجات الواقفة على بعض السطوح كرأس الطبلة أو داخل فراغ مغلق مثلحجرة ما. وفي كل الحالات يحدد الطول الموجي بحجم الوسط
