אנו מסבירים מהו גל ואת סוגי הגל הקיימים. כמו כן, חלקיו וכיצד התופעה הזו יכולה להתפשט.
מה זה גל?
ב גוּפָנִי, ידוע כגל להתפשטות האנרגיה (ולא המסה) ב מֶרחָב עקב הפרעה של חלק מתכונותיו הפיזיקליות, כגון צְפִיפוּת, לַחַץ, שדה חשמלי אוֹ שדה מגנטי. תופעה זו יכולה להתרחש בחלל ריק או בחלל שמכיל חומר (אוויר, מים, אדמה וכו').
הגלים נוצרים כתוצאה מתנודות ורעידות של חוֹמֶר, שמתפשטים בזמן כמתואר על ידי ה תורת הגלים, הסניף של ה גוּפָנִי אחראי על הבנת תופעה זו, הנפוצה ביותר ב עוֹלָם.
לפי מקור הגלים או אופי המדיום דרכו הם מתפשטים, השפעות הופעתם ומאפייניהם יהיו תלויות. לפיכך, אנו יכולים לדבר על גלים של אוֹר, מ נשמעוכו', כל אחד עם תכונות ותדרים פיזיקליים שונים, תלוי בין היתר במדיום שבו הם מתפשטים ובכמה אֵנֶרְגִיָה תַחְבּוּרָה.
גלים מסוימים, כגון גלי קול, אינם ניתנים להובלה בוואקום, הם דורשים מדיום פיזי. אחרים, כמו גלים אלקטרומגנטיים, יכולים לעשות זאת בצורה מושלמת ומהירה: כך לוויינים מלאכותיים שמעביר מידע ל- כדור הארץ על ידי מיקרוגל.
סוגי גלים
אנו יכולים לסווג את הגלים לפי קריטריונים שונים.
תלוי במדיום שבו הוא נמצא לְהָפִיץ:
- גלים מכניים. הם דורשים מדיום אלסטי (נוזל, גזי אוֹ מוצק) ותנאים ספציפיים של טֶמפֶּרָטוּרָה י לַחַץ, כדי להתפשט ביעילות. לדוגמא: גלי קול העוברים באוויר או במים.
- גלים אלקטרומגנטיים. הם אינם דורשים מדיום כי הם יכולים להתפשט בוואקום. לדוגמא: אור.
- גלי כבידה. שינויים במרחב-זמן (רק אושרו על ידי המדע).
לפי המחזוריות שלו:
- גלים תקופתיים. הם מציגים מחזורים שחוזרים על עצמם.
- גלים לא מחזוריים. יש להם מחזורים לא סדירים.
לפי הכתובת שלך:
- גלים חד מימדיים. הם מתפשטים דרך מימד יחיד בחלל.
- גלים דו מימדיים. הם מתפשטים דרך שני מימדים ונקראים לעתים קרובות גם שטחי.
- גלים תלת מימדיים. הם מתפשטים בתלת מימד ונקראים לעתים קרובות כַּדוּרִי.
לפי תנועת המדיום:
- גלים אורכיים. ה חלקיקים באמצע לנוע באותו כיוון שבו מתפשט הגל.
- גלים רוחביים. החלקיקים רוטטים בניצב לכיוון ההתפשטות של הגל.
חלקים של גל
גל מורכב מהחלקים הבאים:
- סֵמֶל. זוהי הנקודה המקסימלית בגלגול.
- עֶמֶק. זוהי הנקודה הנמוכה ביותר של גל (ההפך מהפסגה).
- פרק זמן. האם הוא מזג אוויר נדרש לגל לעבור מפסגה אחת לאחרת, כלומר לחזור על עצמו. הוא מיוצג על ידי האות T.
- אמפליטודה. הוא מייצג את הווריאציה המקסימלית של התזוזה, המרחק האנכי בין הפסגה לנקודת האמצע של הגל. הוא מיוצג על ידי האות א'.
- תדירות. זהו מספר הפעמים שהגל חוזר על עצמו ביחידת זמן נתונה, ולכן הוא מחושב לפי הנוסחה f = 1 / T. הוא מיוצג על ידי האות f.
- אֹרֶך גַל. זהו המרחק בין שני רכסים רצופים של האדוות. הוא מיוצג על ידי הסמל λ (lamda).
- מחזור. זו האדווה המלאה, מההתחלה ועד הסוף.
כיצד מתפשטים הגלים?
גלים אלקטרומגנטיים אינם דורשים מדיום חומרי להתפשטות.גלים זקוקים לרוב למדיום חומרי כדי להתפשט, אם כי חלקם יכולים לעשות זאת בצורה מושלמת בוואקום (תלוי באופי הגל).
לדוגמה, גלים אלקטרומגנטיים, המהווים תנודות של שדות חשמליים ומגנטיים ועוברים ב- מהירות האורהם אינם דורשים מדיום חומרי כדי להתפשט.
מצד שני, גלים מכניים דורשים מדיום פיזי כדי להתפשט, כמו מים, א מַתֶכֶת או האוויר. לדוגמה, כאשר אנו זורקים אבן לבריכה, האבן גורמת לגל שעובר במים.