كمية

عدد الموجة

wave number — from formula anatomy
1 مقالات ذات صلة · 4 صيغ

الوصف

The wave number is a measure of spatial frequency: it tells you how many complete wave cycles fit into a unit of length. In physics, it appears in the mathematical description of waves, from light and sound to quantum mechanical wavefunctions. It is the spatial analogue of temporal frequency — just as frequency counts oscillations per second, wave number counts oscillations per meter.

التاريخ

The concept emerged in the 19th century with the mathematical treatment of wave phenomena, though the term 'wave number' became standard in spectroscopy and quantum theory in the early 20th century.

كيف يعمل

For a wave of wavelength λ, the wave number k is defined as k = 2π/λ. This definition makes it a natural companion to angular frequency ω = 2πf, so that a traveling wave can be written compactly as A·sin(kx − ωt). In quantum mechanics, the wave number is directly proportional to momentum via the de Broglie relation p = ħk, making it a bridge between wave and particle descriptions.

في التطبيق

Wave numbers are used in spectroscopy to label spectral lines, in crystallography to index diffraction peaks, and in oceanography to describe surface wave fields.

حقيقة طريفة

In spectroscopy, wave numbers are often quoted in reciprocal centimeters (cm⁻¹), so a visible red photon at 700 nm has a wave number of about 14,300 cm⁻¹.

Concept graph →

صيغ

$$\frac{d^2\psi}{dx^2} + \left(k^2 - V(x)\right) \psi = 0$$
Wave equation with potential barrier in quantum mechanics.
ما في الصيغة
\psiمتغيرwave function — الدالة الموجية
xمتغيرposition coordinate — موضع metre
kمتغيرwave number — عدد الموجة per metre
V(x)متغيرpotential function — الطاقة الكامنة (Potential Energy) joule
\frac{d^2}{dx^2}مؤثرsecond derivative with respect to position — المشتقة الثانية
$$\tilde{\kappa} + i\tilde{\kappa}_B = \left( \frac{k_1^2 - k_2^2}{k^2} + i \frac{2k_1 k_2}{k^2} \right) (\tilde{\gamma}_1 + i\tilde{\gamma}_2)$$
Shear and convergence are related by a kernel in Fourier space.
ما في الصيغة
\tilde{\kappa}متغيرFourier transform of convergence — تقارب
\tilde{\kappa}_BمتغيرFourier transform of B-mode convergence — b mode convergence
\tilde{\gamma}_1متغيرFourier transform of first shear component — shear component
\tilde{\gamma}_2متغيرFourier transform of second shear component — shear component
k_1متغيرFirst component of wave vector — wave vector component radian per metre
k_2متغيرSecond component of wave vector — wave vector component radian per metre
kمتغيرMagnitude of wave vector — عدد الموجة radian per metre
$$\omega(k) = c |k|$$
Dispersion relation for massless excitations with speed c.
ما في الصيغة
ωمتغيرangular frequency — تردد زاوي radian per second
kمتغيرwave number — عدد الموجة radian per metre
cمتغيرpropagation speed — wave speed metre per second
| |مؤثرreturns the magnitude of a real number — absolute value operator
$$\omega = \omega(k)$$
Relates wave frequency to wave number in a medium.
ما في الصيغة
ωمتغيرAngular frequency of the wave — تردد زاوي radian per second
kمتغيرWave number (spatial frequency) — عدد الموجة radian per metre

مقالات ذات صلة · 1

صدى الأوعية: كيف تكشف الموجة المنعكسة العمر
أنبوب الماء القديم يطنّ بشكل مختلف عن الجديد. فالتنبوب الذي فقد مرونته يستجيب لكل دفعة ماء بصدى حاد يعود إلى المضخة أسرع مما يحدث في منظومة فتية. وشيء قريب من ذلك يجري في شراييننا: فمع مرور السنين تتصلّب جدرانها، فتصل موجة النبض إلى الأوعية الدقيقة ثم تنعكس عائدة نحو القلب شبه بلا تأخير. هذا العود المبكر للموجة يمكن التقاطه بمجسّ يوضع على الرقبة، ومن خلاله يُقدَّر عمر الجهاز الوعائي.