סימולציית גלים

משנים את התדירות ואת המהירות של גל, ורואים את אורך הגל משתנה. יש גל רוחבי על חבל, גל אורכי כמו קול, וגל עומד על מיתר.

מה רואים בסימולציה?

גל הוא הפרעה שמתקדמת בתווך, כמו חבל, מים או אוויר. הגל מעביר אנרגיה ממקום למקום, אבל החומר עצמו נשאר בערך במקום: כל חלקיק רק מתנודד הלוך ושוב.

• גל רוחבי: החלקיקים זזים למעלה ולמטה, ניצב לכיוון שבו הגל מתקדם. כך נראה גל על חבל. עקבו אחרי החלקיק האדום: הוא לא מתקדם ימינה.
• גל אורכי: החלקיקים זזים קדימה ואחורה, לאורך כיוון ההתקדמות, ויוצרים דחיסות (אזורים צפופים) ומיהולים (אזורים דלילים). כך מתקדם קול באוויר.
• גל עומד: נוצר כששני גלים זהים נעים בכיוונים הפוכים, למשל על מיתר קשור בשני הקצוות. יש נקודות שלא זזות בכלל, צמתים, וביניהן נקודות שזזות הכי הרבה, בטנים.

הנוסחאות

ניסויים שכדאי לעשות

• תדירות כפולה. הכפילו את התדירות מ־1 ל־2 הרץ. אורך הגל קטן לחצי, והמהירות לא משתנה.
• חבל מתוח יותר. הגדילו את מהירות הגל, כמו שקורה כשמותחים חבל. באותה תדירות, אורך הגל גדל.
• חלקיק אחד. בגל הרוחבי, עקבו רק אחרי החלקיק האדום במשך כמה מחזורים. הוא חוזר כל הזמן לאותו מקום.
• הרמוניות. בגל העומד, שנו את n מ־1 עד 4. בכל פעם נוסף צומת אחד, והתדירות גדלה באותה כמות.

תרגיל פתור: אורך הגל של צליל

תרגיל פתור

הנתונים: מזלג קול משמיע את הצליל לה, בתדירות 440 הרץ. מהירות הקול באוויר 340 מטר לשנייה.
השאלה: מה אורך הגל, ומה זמן המחזור?

1. אורך הגל:
   λ = v / f = 340 / 440 ≈ 0.77 m
2. זמן המחזור:
   T = 1 / f = 1 / 440 ≈ 0.0023 s

התשובה: אורך הגל כ־77 סנטימטר, וזמן המחזור כ־2.3 אלפיות שנייה. נסו את הדוגמה “צליל לה” בסימולציה: היא מואטת מאות פעמים, כדי שאפשר יהיה לראות את התנועה.

טעויות נפוצות

• “הגל מזיז את המים או את החבל קדימה.” הגל מעביר אנרגיה. כל חלקיק רק מתנודד סביב המקום שלו.
• “תדירות גבוהה יותר, גל מהיר יותר.” את המהירות קובע התווך. כשהתדירות גדלה, אורך הגל קטן.
• “קול הוא גל רוחבי.” באוויר, קול הוא גל אורכי של דחיסות ומיהולים.

שאלות נפוצות

מה זה אורך גל?

המרחק בין שתי נקודות סמוכות שנמצאות באותו מצב, למשל בין שני שיאים של גל על חבל, או בין שתי דחיסות בגל קול. מסמנים אותו באות היוונית λ, למדא.

מה ההבדל בין גל רוחבי לגל אורכי?

בגל רוחבי החלקיקים זזים ניצב לכיוון ההתקדמות, כמו בחבל. בגל אורכי הם זזים לאורך כיוון ההתקדמות, כמו בקפיץ ארוך או בקול.

איך גיטרה משמיעה צלילים שונים?

כל מיתר רוטט בגל עומד. כשלוחצים על המיתר, האורך שרוטט מתקצר, ולכן התדירות עולה והצליל גבוה יותר. מיתר מתוח יותר או דק יותר גם הוא נותן צליל גבוה יותר, כי מהירות הגל בו גדולה יותר.

האם גם אור הוא גל?

כן, גל אלקטרומגנטי, שיכול לעבור גם בריק. לצבעים שונים יש אורכי גל שונים. עוד במאמר צבעים ופיזור אור.

רוצים ללמוד פיזיקה בלי להיתקע?

בקורסים של פיזיקס יש שיעורי וידאו מסודרים, מכיתה ז׳ ועד הבגרות, וחוברת תרגול עם פתרון וידאו לכל תרגיל.

לכל הקורסים

רוצים קודם לתרגל לבד? הורידו חוברת תרגול בחינם