في الفيزياء، وخاصة في دراسة الموجات، يعتبر انتقال الموجة من وسط إلى وسط آخر من الظواهر المهمة التي تؤثر على خصائصها. ومن أبرز الأمثلة على ذلك ما يحدث للموجات المائية عند انتقالها من منطقة ذات عمق كبير إلى منطقة أقل عمقًا، مثلما يحدث عند اقتراب موجة من الشاطئ.
فما الذي يحدث للموجة في هذه الحالة؟
الإجابة العلمية الدقيقة هي:
سرعتها تقل، ويتغير اتجاهها.
لماذا تقل سرعة الموجة في المياه الضحلة؟
عندما تكون الموجة في مياه عميقة، فإنها تتحرك بسرعة لأن القاع لا يؤثر كثيرًا على حركتها.
لكن كلما اقتربت من الشاطئ، وقلّ عمق الماء، يبدأ قاع البحر بالتأثير على قاعدة الموجة.
هذا الاحتكاك بينها وبين القاع يؤدي إلى إبطاء سرعتها تدريجيًا. أي أن:
كلما قلّ العمق، قلت سرعتها.
لماذا يتغير اتجاه الموجة؟
تغيّر الاتجاه هو نتيجة لما يُعرف بـ “انكسار الموجة”.
حين تكون أجزاء منها في مياه أعمق، فإنها تتحرك أسرع من الأجزاء التي دخلت المياه الضحلة.
هذا التفاوت في السرعة بين طرفي الموجة يؤدي إلى انحناء في شكلها، وبالتالي:
يتغيّر اتجاه حركتها لتصبح موازية تقريبًا لخط الساحل.
ما الذي يتغيّر أيضا غير السرعة والاتجاه؟
بالإضافة إلى تغيّر السرعة والاتجاه، هناك خصائص أخرى قد تتأثر بها الموجة:
- الطول الموجي (Wavelength): يقل تدريجيًا مع انخفاض السرعة.
- الارتفاع (Amplitude): غالبًا ما يزداد، خاصة عندما تقترب من الشاطئ.
- الطاقة: تتركز طاقتها في مساحة أصغر، مما يزيد من شدتها أحيانًا.
تطبيقات واقعية
- في علم المحيطات، يتم استخدام هذه الظواهر للتنبؤ بالأمواج العالية والعواصف البحرية.
- في الهندسة الساحلية، تُستخدم لفهم كيفية تصميم الموانئ، وحماية الشواطئ من التآكل.
- في دروس الفيزياء المدرسية، تُمثل هذه الحالة مثالًا تطبيقيًا على تغير خصائص الموجات عند الانتقال بين الأوساط.
خلاصة علمية
عند انتقال الموجة من منطقة الماء العميق إلى منطقة الماء الضحل فإنها تقل سرعتها ويتغير اتجاهها، وذلك بسبب احتكاك قاعدتها بالقاع، وانكسارها نتيجة تفاوت السرعات.
سؤال للتدريب:
س: ماذا يحدث للموجة عندما تنتقل من منطقة ماء عميق إلى ماء ضحل؟
أ) تزداد سرعتها ويتقلص طولها.
ب) تقل سرعتها ويتغير اتجاهها (✅ الخيار الصحيح).
ج) يبقى اتجاهها ثابتًا وتزداد سرعتها.
د) تقل سرعتها ويزداد الطول الموجي.