موج شکننده (Breaking Wave)، در فیزیک (Physics)
انواع امواج (Wave)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
موج شکننده (Breaking Wave) :
موج شکننده (Breaking Wave) پدیده ای است که بیشتر در مورد امواج آب در نزدیکی ساحل دیده می شود، اما در سایر محیط ها (مانند امواج صوتی با دامنه زیاد) نیز قابل مشاهده است. وقتی یک موج آب به منطقه کم عمق نزدیک ساحل می رسد، به دلیل کاهش سرعت و تغییر شکل، ناپایدار شده و در نهایت "می شکند". در این پدیده، انرژی موج به طور ناگهانی آزاد شده و به تلاطم، گرما و صدا تبدیل می شود. موج شکننده نقش مهمی در فرسایش ساحل، حمل رسوبات، و ایمنی دریانوردی دارد.
مکانیسم شکست: با کاهش عمق آب (
\[ h \])، سرعت موج (که در آب کم عمق برابر
\[ \sqrt{gh} \]است) کاهش می یابد. طبق پایستگی انرژی، با کاهش سرعت و طول موج، دامنه موج افزایش می یابد. قسمت پایینی موج به دلیل تماس با کف دریا، کندتر از قسمت بالایی حرکت می کند. در نتیجه، جبهه موج تندتر و تندتر می شود تا جایی که قسمت بالایی از قسمت پایینی پیشی گرفته و به جلو می ریزد. این حالت وقتی رخ می دهد که نسبت ارتفاع موج به عمق آب (یا نسبت ارتفاع موج به طول موج) به یک مقدار بحرانی برسد. در آب کم عمق، وقتی ارتفاع موج به حدود ۰.۷۸ برابر عمق آب برسد، موج شروع به شکستن می کند.
انواع موج شکننده: موج شکن ها بر اساس شیب کف دریا و ویژگی های موج به چهار نوع اصلی تقسیم می شوند: 1. شکست ریزشی (Spilling Breaker): در کف های با شیب کم رخ می دهد. قله موج به تدریج و به صورت کف آلود به جلو می ریزد و ظاهری آرام دارد. 2. شکست غوطه ور (Plunging Breaker): در شیب های متوسط رخ می دهد. قله موج به صورت یک حلقه (لوله) به جلو می پیچد و با قدرت به پایین فرو می ریزد. این نوع موج مورد علاقه موج سواران است. 3. شکست فرایند (Surging Breaker): در شیب های تند رخ می دهد. موج به جای ریزش، به سمت بالا می لغزد و فرو می ریزد. 4. شکست واژگون (Collapsing Breaker): ترکیبی از نوع غوطه ور و فرایند، با تلاطم شدید.
کاربردها و اهمیت: 1. مهندسی سواحل: برای طراحی موج شکن ها، دیوارهای ساحلی و سایر سازه های حفاظتی، باید نیروی ناشی از امواج شکننده را محاسبه کرد. 2. رسوب شناسی: امواج شکننده عامل اصلی حمل و ته نشینی رسوبات در منطقه ساحلی هستند. 3. ورزش های آبی: موج سواری بر روی امواج شکننده (به ویژه نوع غوطه ور) انجام می شود. 4. اکولوژی: منطقه شکست امواج، منطقه ای با تلاطم بالا و اکسیژن رسانی زیاد است و زیستگاه برخی موجودات دریایی محسوب می شود.
شکست در امواج غیرآبی: مفهوم شکست موج در سایر زمینه ها نیز کاربرد دارد. برای مثال، در اپتیک غیرخطی، پالس های نوری بسیار قوی می توانند دچار شکست شوند. در فیزیک پلاسما، امواج لانگمویر با دامنه زیاد می شکنند و انرژی خود را به ذرات منتقل می کنند.
