الموجات الميكانيكية مقابل الموجات الكهرومغناطيسية في فيزياء HSC

يرنّ منبّه هاتف داخل حجرة محكمة الإغلاق. وبجانبه، تومض شاشة الهاتف. تخيّل الآن أن الهواء يُضخّ إلى الخارج تدريجيًا.

توقّع ما سيحدث. هل سيختفي الصوت؟ وهل سيختفي الضوء أيضًا؟

يصبح الصوت أضعف لأن الصوت يحتاج إلى مادة تنقل اضطرابه. وفي الفراغ المثالي، لا يستطيع الصوت الانتقال من الهاتف إلى الخارج. أما الضوء فمختلف؛ إذ يمكنه عبور الفراغ لأن الموجة الكهرومغناطيسية لا تحتاج إلى وسط مادي.

قد يبدو هذا الاختلاف بسيطًا، لكنه يتحكم في كثير من جوانب فيزياء الموجات. ولكي تستخدم هذه الفكرة على نحو صحيح، عليك أن تعرف ما الذي يهتز فعلًا في كل نوع من الموجات.

01ما الذي تنقله الموجة فعلًا؟

لنبدأ بحبل مشدود عبر غرفة. حرّك أحد طرفيه إلى أعلى مرة واحدة. ستنتقل نبضة على طول الحبل.

قد يبدو الأمر كما لو أن شيئًا ما اندفع من أحد الطرفين إلى الآخر، لكن حدّد جزءًا صغيرًا من الحبل وراقبه بعناية. ستجد أن هذا الجزء يتحرك إلى أعلى وأسفل، ثم يعود تقريبًا إلى موضعه الذي بدأ منه. فهو لا ينتقل عبر الغرفة مع النبضة.

إن الاضطراب هو الذي ينتقل، وتنتقل الطاقة معه. أما المادة نفسها، فتهتز في الغالب حول موضع الاتزان، أي موضعها الطبيعي قبل وصول الاضطراب.

هذه هي الفكرة الأساسية للموجة:

تنقل الموجة الطاقة من خلال اضطراب، من دون الحاجة إلى انتقال صافٍ للمادة من المصدر إلى الوجهة.

في الموجة الميكانيكية، يحدث الاضطراب في المادة. أما في الموجة الكهرومغناطيسية، فيحدث الاضطراب في المجالين الكهربائي والمغناطيسي.

وهذا هو الاختلاف الأساسي.

02تحتاج الموجات الميكانيكية إلى وسط

الوسط هو المادة التي تنتقل الموجة الميكانيكية عبرها.

على سبيل المثال:

• يمكن للصوت الانتقال عبر الهواء والماء والمواد الصلبة.
• يمكن لنبضة الانتقال على طول حبل.
• تنتقل الموجات الزلزالية عبر الأرض.
• يمكن للموجات الانتقال عبر سطح الماء.

لماذا يجب أن تكون المادة موجودة؟

تخيّل صفًا من الأشخاص يؤدون موجة المدرجات في ملعب. يتحرك كل شخص لفترة وجيزة، ثم يجلس مجددًا. ينتقل النمط حول الملعب، مع أن أحدًا لا يحتاج إلى الركض بسرعة حول المقاعد.

في الموجة الميكانيكية، يمثّل الأشخاص جسيمات الوسط. يُحدَث اضطراب في جزء من الوسط، ثم تؤدي القوى بين الجسيمات المتجاورة إلى اضطراب الجزء التالي، وهكذا ينتشر الاضطراب.

لكن لهذا التشبيه حدودًا. فالجسيمات الحقيقية لا تراقب جيرانها ثم تقرر الوقوف. تنشأ حركتها من القوى الفيزيائية بين الجسيمات، كما يمكن للموجات الميكانيكية الحقيقية الانتقال عبر مواد ثلاثية الأبعاد، وليس فقط عبر صف منتظم من المقاعد.

ومع ذلك، يوضح هذا التشبيه الفكرة المهمة: إذا لم توجد جسيمات، فلن يكون هناك ما ينقل الاضطراب الميكانيكي من جزء إلى الجزء التالي.

ولهذا السبب، لا يستطيع الصوت العادي الانتقال عبر الفراغ.

الموجات الميكانيكية المستعرضة والطولية

لا تجعل جميع الموجات الميكانيكية الجسيمات تتحرك في الاتجاه نفسه.

في الموجة المستعرضة، تهتز الجسيمات عموديًا على اتجاه انتشار الموجة.

والموجة على حبل مشدود مثال جيد على ذلك. فإذا انتشرت الموجة أفقيًا بينما تحرك الحبل إلى أعلى وأسفل، كان اتجاه حركة الجسيمات عموديًا على اتجاه انتشار الموجة.

أما في الموجة الطولية، فتهتز الجسيمات موازيًا لاتجاه انتشار الموجة.

ويُعد الصوت في الهواء المثال المعتاد على ذلك. تتحرك جزيئات الهواء ذهابًا وإيابًا، فتتكوّن مناطق متعاقبة من:

• التضاغط، حيث تكون الجسيمات متقاربة بعضها من بعض مؤقتًا.
• التخلخل، حيث تكون الجسيمات متباعدة بعضها عن بعض مؤقتًا.

لا تنتقل الجزيئات من مكبر الصوت إلى أذنك طوال المسافة. بل تهتز محليًا، بينما ينتقل اضطراب الضغط عبر الهواء.

من المفيد توضيح تفصيل واحد: غالبًا ما تُمثّل موجات سطح الماء على هيئة موجات مستعرضة بسيطة، لكن جسيمات الماء الفعلية قد تتبع مسارات دائرية أو إهليلجية أكثر تعقيدًا. ويُعد الحبل مثالًا أفضل عندما تريد دراسة موجة ميكانيكية مستعرضة بسيطة فعلًا.

03لا تحتاج الموجات الكهرومغناطيسية إلى مادة

لنعد الآن إلى الحجرة التي أُفرغت من الهواء.

إذا لم يحتج الضوء إلى جسيمات تنقل الاضطراب من جسيم إلى جاره، فما الذي يهتز؟

الإجابة هي المجال الكهرومغناطيسي.

تتضمن الموجة الكهرومغناطيسية مجالين متغيرين:

• المجال الكهربائي \(E\)
• المجال المغناطيسي \(B\)

في نموذج الموجة المستوية البسيط المستخدم في فيزياء HSC، يهتز هذان المجالان عموديًا أحدهما على الآخر، وكلاهما عمودي على اتجاه انتشار الموجة.

وهذا يجعل الموجات الكهرومغناطيسية موجات مستعرضة.

قد تسمع العبارة المبسطة: «المجال الكهربائي المتغير يولّد مجالًا مغناطيسيًا، والمجال المغناطيسي المتغير يولّد مجالًا كهربائيًا». أما الصياغة الأدق، فهي أن المجالين الكهربائي والمغناطيسي مترابطان وفق معادلات ماكسويل، مما يسمح لاضطراب كهرومغناطيسي بالانتشار حتى في غياب الجسيمات المادية.

لذلك، لا تحتاج الموجة الكهرومغناطيسية إلى وسط مادي.

ويشمل ذلك:

• موجات الراديو
• الموجات الميكروية
• الأشعة تحت الحمراء
• الضوء المرئي
• الأشعة فوق البنفسجية
• الأشعة السينية
• أشعة غاما

في الفراغ، تنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة الضوء:

\[ c = 3.00 \times 10^8\ \text{m s}^{-1} \]

حيث يمثّل \(c\) سرعة الإشعاع الكهرومغناطيسي في الفراغ.

مفهوم خاطئ شائع: «عدم الحاجة إلى وسط» لا يعني «عدم التفاعل مع المادة»

يمكن للموجات الكهرومغناطيسية الانتقال عبر الفراغ، كما يمكنها الانتقال عبر المواد.

فالضوء المرئي، على سبيل المثال، ينتقل عبر الهواء والزجاج والماء. وعندما تدخل موجة كهرومغناطيسية مادةً ما، فإنها تتفاعل مع الجسيمات المشحونة في تلك المادة. وقد تتغير سرعتها، كما قد تنعكس الموجة أو تنكسر أو تُمتص أو تنفذ عبر المادة.

إذًا، التمييز الصحيح هو:

تحتاج الموجات الميكانيكية إلى المادة، بينما لا تحتاج الموجات الكهرومغناطيسية إليها.

وليس:

تنتقل الموجات الميكانيكية عبر المادة، في حين لا تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية إلا عبر الفضاء الخالي.

04المقارنة التي ينبغي أن تكون قادرًا على شرحها

وهناك نتيجة مهمة جدًا هنا. إذا أخبرك أحدهم ببساطة أن موجة ما مستعرضة، فلا يمكنك أن تستنتج مباشرة أنها كهرومغناطيسية. فالموجات على الحبال مستعرضة أيضًا.

لكن إذا كانت الموجة تنتقل عبر فراغ حقيقي، فلا يمكن أن تكون موجة ميكانيكية.

05يظل النوعان خاضعين للعلاقة الأساسية للموجات

على الرغم من اختلاف الموجات الميكانيكية والكهرومغناطيسية من الناحية الفيزيائية، يمكن وصف كلتيهما باستخدام كميات مثل التردد والطول الموجي والزمن الدوري والسرعة.

العلاقة الأساسية هي:

\[ v = f\lambda \]

حيث:

• \(v\) هي سرعة الموجة بوحدة المتر لكل ثانية (\(\text{m s}^{-1}\)).
• \(f\) هو التردد بوحدة الهرتز (\(\text{Hz}\)).
• \(\lambda\) هو الطول الموجي بوحدة المتر (\(\text{m}\)).

يبيّن التردد عدد الاهتزازات الكاملة التي تحدث كل ثانية.

أما الطول الموجي، فهو المسافة بين نقطتين متماثلتين متتاليتين على موجتين متعاقبتين. ففي الموجة المستعرضة، يمكنك قياس المسافة من قمة إلى القمة التالية. أما في موجة صوتية طولية، فيمكنك قياس المسافة من تضاغط إلى التضاغط التالي.

06ماذا يحدث عندما تدخل موجة إلى وسط مختلف؟

افترض أن موجة انتقلت من مادة إلى مادة أخرى.

عادةً ما يبقى ترددها ثابتًا، لأن المصدر لا يزال يهتز بالمعدل نفسه.

وقد تتغير سرعتها، لأن سرعة الموجة تعتمد على البيئة التي تنتشر خلالها.

لذلك، وفقًا للعلاقة \(v=f\lambda\)، لا بد أن يتغير طولها الموجي إذا تغيرت سرعتها.

تنطبق هذه الفكرة على الموجات الميكانيكية والكهرومغناطيسية على حد سواء.

07قاعدة «الأكثر كثافة يعني أبطأ» ليست قاعدة آمنة للموجات

يحفظ بعض الطلاب أن الموجات تتباطأ في الوسط الأعلى كثافة.

لا تفعل ذلك.

بالنسبة إلى الموجات الكهرومغناطيسية، ينتقل الضوء غالبًا بسرعة أقل في مواد مثل الزجاج مقارنةً بالهواء أو الفراغ. وقد يجعل هذا الاختصار يبدو مقنعًا.

ثم يأتي الصوت ليثبت عكس ذلك.

تبلغ سرعة الصوت نحو \(340\ \text{m s}^{-1}\) في الهواء، لكنه قد ينتقل بسرعة تبلغ عدة آلاف من الأمتار في الثانية في كثير من المواد الصلبة.

كيف يمكن للموجة أن تنتقل بسرعة أكبر في مادة أعلى كثافة بكثير؟

تعتمد سرعة الموجة الميكانيكية على أكثر من الكثافة. فهي تعتمد أيضًا على مدى مقاومة المادة للتشوه. وتميل المواد الصلبة إلى أن تكون أكثر صلابة بكثير من الغازات، مما يسمح بانتقال الاضطرابات بين الجسيمات المتجاورة بسرعة كبيرة.

تعتمد العلاقة الدقيقة للسرعة على نوع الموجة الميكانيكية وخصائص الوسط. ولا توجد قاعدة عامة تنص على أن زيادة الكثافة وحدها تعني انخفاض سرعة الموجة.

عند عبور حد فاصل بين وسطين، استخدم الفيزياء الخاصة بالموجة المعنية بدلًا من الاعتماد على قاعدة محفوظة من قبيل «الأكثر كثافة أو الأقل كثافة».

08سلوكيات موجية مشتركة بين النوعين

تختلف الموجات الميكانيكية والكهرومغناطيسية من الناحية الفيزيائية، لكن كثيرًا من السلوكيات الموجية المألوفة تنطبق على كليهما.

الانعكاس

يمكن للموجة أن ترتد عن حد فاصل.

ومن أمثلة ذلك صدى الصوت عن جدار وانعكاس الضوء عن مرآة.

الانكسار

يمكن أن يتغير اتجاه الموجة عندما تتغير سرعتها أثناء عبورها حدًا فاصلًا بزاوية مائلة.

يمكن لكل من الموجات الميكانيكية والكهرومغناطيسية أن تنكسر.

الحيود

يمكن للموجة أن تنتشر بعد مرورها عبر فتحة أو حول عائق.

يكون الحيود أوضح ما يمكن عندما يكون حجم الفتحة أو العائق مشابهًا للطول الموجي.

التداخل

يمكن أن تتراكب موجتان. وتُجمع إزاحاتهما أو قيم مجاليهما وفقًا لمبدأ التراكب، مما يؤدي إلى تداخل بنّاء أو هدّام.

هذه السلوكيات من خصائص الموجات عمومًا. ولا تكفي وحدها لتحديد ما إذا كانت الموجة ميكانيكية أم كهرومغناطيسية.

يمنحك الاستقطاب معلومات إضافية

يحدّد الاستقطاب الاتجاه الذي تهتز فيه الموجة المستعرضة.

يمكن استقطاب الموجات الكهرومغناطيسية لأنها مستعرضة.

ومن حيث المبدأ، يمكن أيضًا استقطاب الموجات الميكانيكية المستعرضة. أما الموجات الطولية، مثل الصوت العادي في الهواء، فلا يمكن استقطابها بهذا المعنى، لأن اهتزازها موازٍ لاتجاه انتشارها.

لذلك، لا يُعد الاستقطاب مجرد قاعدة تقول إن «الموجة كهرومغناطيسية». بل تكمن أهميته الأعمق في أنه يقدم دليلًا على أن الموجة مستعرضة.

09الأسئلة والحلول

السؤال 1

يُنشئ طالب نبضةً بتحريك أحد طرفي حبل مشدود. تنتقل النبضة مسافة \(5.0\ \text{m}\) على طول الحبل.

حدّد ما إذا كانت النبضة ميكانيكية أم كهرومغناطيسية، واشرح ما إذا كانت أجزاء الحبل الفردية تنتقل هي الأخرى مسافة \(5.0\ \text{m}\).

الحل 1

النبضة موجة ميكانيكية، ولا تنتقل أجزاء الحبل مسافة \(5.0\ \text{m}\) معها.

يمثّل الحبل الوسط المادي. تتحرك الأجزاء الفردية من الحبل بعيدًا عن مواضع اتزانها ثم تعود إليها، بينما ينتشر الاضطراب والطاقة على طول الحبل.

يتمثل الخطأ المغري هنا في اعتبار حركة نمط الموجة هي نفسها حركة المادة. إذ يمكن لموجة منتقلة أن تنقل الطاقة عبر مسافة كبيرة، بينما لا تتجاوز حركة جسيمات الوسط اهتزازات موضعية.

السؤال 2

تنتقل موجة طولية على طول نابض بسرعة \(12.0\ \text{m s}^{-1}\). ويُكمل المصدر \(4.00\) اهتزازات كل ثانية.

احسب الطول الموجي، واشرح ما الذي يمثله هذا الطول الموجي من الناحية الفيزيائية.

الحل 2

الطول الموجي هو \(3.00\ \text{m}\)، وهو يمثّل المسافة بين نقطتين متماثلتين متجاورتين، مثل تضاغطين متتاليين.

التردد هو:

\[ f = 4.00\ \text{Hz} \]

وباستخدام:

\[ v=f\lambda \]

نعيد ترتيب المعادلة:

\[ \lambda = \frac{v}{f} \]

ثم نعوّض:

\[ \lambda = \frac{12.0\ \text{m s}^{-1}}{4.00\ \text{s}^{-1}} = 3.00\ \text{m} \]

إذًا:

\[ \boxed{\lambda = 3.00\ \text{m}} \]

لأن الموجة طولية، فمن الأفضل تصور هذه المسافة على أنها \(3.00\ \text{m}\) بين تضاغط وآخر، بدلًا من محاولة رسم قمم مستعرضة تقليدية.

السؤال 3

تردد موجة ميكروية هو \(2.50 \times 10^9\ \text{Hz}\).

احسب طولها الموجي في الفراغ، حيث تبلغ سرعتها \(3.00 \times 10^8\ \text{m s}^{-1}\). ثم اشرح لماذا يمكن إجراء هذا الحساب رغم عدم وجود وسط مادي.

الحل 3

الطول الموجي هو \(0.120\ \text{m}\)، ولا يلزم وجود وسط مادي لأن الاضطراب المنتشر يتكوّن من مجالين كهربائي ومغناطيسي، وليس من مادة تهتز.

باستخدام:

\[ v=f\lambda \]

نحصل على:

\[ \lambda = \frac{v}{f} = \frac{3.00 \times 10^8\ \text{m s}^{-1}} {2.50 \times 10^9\ \text{s}^{-1}} = 0.120\ \text{m} \]

إذًا:

\[ \boxed{\lambda = 0.120\ \text{m}} \]

المعادلة \(v=f\lambda\) علاقة عامة للموجات. ولا تشترط أن تكون الموجة ميكانيكية. في هذه الحالة، يهتز المجالان الكهربائي والمغناطيسي بينما تنتشر الموجة الكهرومغناطيسية عبر الفراغ.

السؤال 4

تنتقل حزمة من الإشعاع الكهرومغناطيسي من الفراغ إلى مادة شفافة. وتنخفض سرعتها من \(3.00 \times 10^8\ \text{m s}^{-1}\) إلى \(1.80 \times 10^8\ \text{m s}^{-1}\).

يقول أحد الطلاب:

«بما أن الموجة تنتقل الآن عبر مادة، فلا بد أن المادة أصبحت الوسط الذي تحتاج إليه الموجة لكي توجد».

قيّم هذه العبارة. ثم أوجد نسبة الطول الموجي في المادة إلى الطول الموجي في الفراغ.

الحل 4

العبارة غير صحيحة. تؤثر المادة في انتشار الموجة الكهرومغناطيسية، لكنها ليست وسطًا ميكانيكيًا تحتاج إليه الموجة.

يمكن للموجة الكهرومغناطيسية أن توجد وتنتشر عبر الفراغ. وعندما تدخل المادة، يمكن أن تغيّر التفاعلات مع المادة سرعتها وطولها الموجي واتجاهها وشدتها. لكن ذلك لا يعني أن وجود المادة أصبح ضروريًا لوجود الموجة.

يبقى التردد ثابتًا عند الحد الفاصل. وباستخدام \(v=f\lambda\):

\[ \lambda_{\text{vac}}=\frac{v_{\text{vac}}}{f} \]

و:

\[ \lambda_{\text{material}}=\frac{v_{\text{material}}}{f} \]

إذًا:

\[ \frac{\lambda_{\text{material}}}{\lambda_{\text{vac}}} = \frac{v_{\text{material}}}{v_{\text{vac}}} = \frac{1.80\times10^8}{3.00\times10^8} =0.600 \]

وعليه:

\[ \boxed{\frac{\lambda_{\text{material}}}{\lambda_{\text{vac}}}=0.600} \]

يبلغ الطول الموجي داخل المادة \(60.0\%\) من طوله الموجي في الفراغ.

يكمن التمييز المهم في الفرق بين التفاعل مع المادة والحاجة إلى المادة لكي تنتشر الموجة.

السؤال 5

تنتقل موجة صوتية من الهواء إلى مادة صلبة فتزداد سرعتها. وتنتقل موجة ضوئية من الهواء إلى مادة صلبة شفافة فتنخفض سرعتها.

يجادل أحد الطلاب بأن إحدى هاتين الملاحظتين لا بد أن تكون خاطئة، لأن «الوسط الأعلى كثافة ينبغي أن يؤثر في كل موجة بالطريقة نفسها».

اشرح لماذا يمكن أن تكون الملاحظتان صحيحتين. واذكر ما يحدث للطول الموجي لكل موجة إذا ظل ترددها ثابتًا.

الحل 5

يمكن أن تكون الملاحظتان صحيحتين لأن سرعة الموجة تعتمد على الآلية الفيزيائية التي تنقل الموجة المعنية، وليس على الكثافة وحدها.

بالنسبة إلى الموجة الصوتية، يكون الاضطراب ميكانيكيًا. وتعتمد سرعتها على خصائص المادة، بما في ذلك مقاومتها للتشوه وكثافتها. وكثير من المواد الصلبة أكثر صلابة بكثير من الهواء، لذلك يمكن للصوت أن ينتقل خلالها بسرعة أكبر رغم ارتفاع كثافتها.

أما الموجة الكهرومغناطيسية، فيتضمن انتشارها عبر المادة تفاعلات بين المجال الكهرومغناطيسي والجسيمات المشحونة في المادة. ولذلك قد تكون سرعتها في المادة الصلبة أقل من سرعتها في الهواء.

بالنسبة إلى كلتا الموجتين:

\[ v=f\lambda \]

ويبقى التردد ثابتًا عند الحد الفاصل.

بالنسبة إلى الموجة الصوتية، تزداد \(v\) بينما يبقى \(f\) ثابتًا، لذا:

\[ \boxed{\lambda\text{ تزداد}} \]

أما بالنسبة إلى الموجة الضوئية، فتنخفض \(v\) بينما يبقى \(f\) ثابتًا، لذا:

\[ \boxed{\lambda\text{ تنقص}} \]

يكمن الخطأ في افتراض أن وصف الوسط بأنه «أعلى كثافة» يوفر معلومات كافية للتنبؤ بسرعة الموجة. وهذا غير صحيح. بل يجب معرفة نوع الموجة والخصائص الفيزيائية ذات الصلة للمادة.

السؤال 6

يحدث انفجار بعيدًا عن مركبة فضائية في منطقة من الفضاء تُعد فراغًا فعليًا. ترصد أجهزة المركبة ومضة من الضوء المرئي، لكنها لا ترصد أي صوت.

يستنتج أحد الطلاب ما يلي:

«نقل الانفجار طاقة كهرومغناطيسية إلى المركبة الفضائية، لكنه بالتأكيد لم ينقل أي طاقة ميكانيكية».

هل هذا الاستنتاج مبرر؟

الحل 6

هذا الاستنتاج أقوى مما تسمح به الأدلة. فغياب الصوت يبيّن أن موجة صوتية عادية لم تستطع الانتشار عبر الفراغ، لكنه لا يثبت استحالة وصول أي طاقة ميكانيكية إلى المركبة الفضائية.

الصوت موجة ميكانيكية ويحتاج إلى وسط مادي. وعندما لا توجد مادة تقريبًا بين الانفجار والمركبة الفضائية، لا يوجد وسط متصل ينقل اضطرابًا صوتيًا.

أما الضوء المرئي فهو إشعاع كهرومغناطيسي، ولذلك يمكنه الانتشار عبر الفراغ والوصول إلى أجهزة الرصد.

ومع ذلك، قد تنتقل مادة مقذوفة من الانفجار عبر الفضاء ثم تصطدم بالمركبة الفضائية لاحقًا. ويمكن لهذه المادة أن تنقل طاقة حركية ميكانيكيًا عند الاصطدام.

لذلك، تدعم الأدلة الاستنتاج الأضيق نطاقًا التالي:

لم تنتقل موجة صوتية عادية عبر الفراغ، في حين انتقل الإشعاع الكهرومغناطيسي عبره.

لكنها لا تبرر الادعاء الأوسع بأن الطاقة الميكانيكية لا يمكن أن تنتقل مطلقًا بأي آلية.

10إلى أين يقودك فهم هذا الاختلاف بعد ذلك؟

بمجرد أن تعرف ما الذي يهتز، يصبح تنظيم العديد من أفكار الموجات اللاحقة وفهمها أسهل.

إذا كانت المادة هي التي تهتز، فإن خصائصها تساعد في تحديد سرعة الموجة وسلوكها. أما إذا كان المجالان الكهربائي والمغناطيسي هما اللذين يهتزان، فيمكن للموجة عبور الفضاء الخالي، وهذا هو سبب وصول الإشعاع الصادر عن الشمس والنجوم البعيدة إلى الأرض.

والخطوة المفيدة التالية هي دراسة ما يحدث عندما تلتقي الموجات بالحدود الفاصلة أو بعضها ببعض: الانعكاس والانكسار والحيود والتداخل والاستقطاب. وتشترك هذه السلوكيات في جوانب مهمة، لكن طبيعة الموجة الميكانيكية أو الكهرومغناطيسية هي التي تحدد العملية الفيزيائية الكامنة وراءها.