16.1: مقدمة للموجة

Last updated
Save as PDF

Page ID: 199848

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

في هذا الفصل، ندرس فيزياء حركة الموجة. نحن نركز على الموجات الميكانيكية، وهي اضطرابات تتحرك عبر وسيط مثل الهواء أو الماء. مثل الحركة التوافقية البسيطة التي تمت دراستها في الفصل السابق، تتناسب الطاقة المنقولة عبر الوسط مع مربع السعة.

تظهر صورة عوامة مولدة للطاقة في البحر. يوضح الشكل بناء العوامة. هناك عوامة تستقر على سطح الماء. من هذا، ينخفض قضيب يشبه الهيكل المسمى الصاري ويتم توصيله بلوحة ثقيلة. يقوم الكبل بتوصيل العوامة بمحطة فرعية تحت سطح البحر. تأتي الكابلات من عوامات الطاقة الأخرى أيضًا إلى المحطة الفرعية. يتم وضع علامة على الكبل من المحطة الفرعية كبلًا إلى الشاطئ. — الشكل\(\PageIndex{1}\): من عالم مصادر الطاقة المتجددة تأتي عوامة توليد الطاقة الكهربائية. على الرغم من وجود العديد من الإصدارات، فإن هذا الإصدار يحول الحركة لأعلى ولأسفل، وكذلك الحركة جنبًا إلى جنب، للعوامة إلى حركة دورانية من أجل تحويل مولد كهربائي يخزن الطاقة في البطاريات.

موجات المياه السطحية في المحيط هي موجات عرضية تنتقل فيها طاقة الموجة أفقيًا بينما تتأرجح المياه لأعلى ولأسفل بسبب بعض قوة الاستعادة. في الشكل\(\PageIndex{1}\)، يتم استخدام العوامة لتحويل الطاقة الهائلة لموجات المحيط إلى كهرباء. يتم تحويل حركة العوامة لأعلى ولأسفل أثناء مرور الأمواج إلى حركة دورانية تقوم بتشغيل الدوار في مولد كهربائي. يقوم المولد بشحن البطاريات، والتي تستخدم بدورها لتوفير مصدر طاقة ثابت للمستخدم النهائي. تم اختبار هذا النموذج بنجاح من قبل البحرية الأمريكية في مشروع لتوفير الطاقة لشبكات الأمن الساحلي وكان قادرًا على توفير طاقة متوسطة تبلغ 350 وات. نجت العوامة من بيئة المحيط الصعبة، بما في ذلك التشغيل قبالة ساحل نيو جيرسي من خلال إعصار إيرين في عام 2011.

ستكون المفاهيم المقدمة في هذا الفصل الأساس للعديد من الموضوعات المثيرة للاهتمام، من نقل المعلومات إلى مفاهيم ميكانيكا الكم.