גלים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| wave/weɪv/ | גל |
| wavelength/ˈweɪvleŋθ/ | אורך גל |
| frequency/ˈfriːkwənsi/ | תדירות |
| speed/spiːd/ | מהירות גל |
| transverse waves/trænsˈvɜːs weɪvz/ | גלים רוחביים |
| longitudinal waves/ˌlɒŋɡɪˈtjuːdɪnl weɪvz/ | גלים אורכיים |
| electromagnetic spectrum/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ˈspektrəm/ | ספקטרום אלקטרומגנטי |
נקודה אחת במיתר זזה בזמן שהתבנית נעה
- במודל גל מיתר המסופק, נקודה מסומנת מתנדדת למעלה ולמטה בזמן שההפרעה נעה אופקית. גל מעביר אנרגיה; הנקודה המסומנת אינה נוסעת לצמיתות עם כל קודקוד.
- כיווני התנודה וההפיצה הם מידע שונה. הקשר האנכי ביניהם הופך זאת למקרה של גל רוחבי; חץ בדף לבד לא יקבע סוג גל.
במודל הגל המיתרי המסופק, מה נע לאורך המיתר בזמן שנקודה מסומנת מתנדדת?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
הבחין בין תנועת נקודת האמצע לתפשטות ההפרעה במודל הנ"ל. אל תמירו זאת לחיזוי שאפילו פני מים אמיתיים לעולם לא יכולים גם כן להיות זרמים או זרימה.
הגדר אורך גל, תדר וגובה גל
- אורך גל הוא המרווח בין נקודות רצף בעלות פאזה זהה, כגון קודקודים שכנים. תדר סופר תנודות שלמות בשנייה.
- המשרעת היא הסטייה המקסימלית מאיזון. הגובה מגבול לגבול הוא פי שניים מהמשרעת; אף אחד מהמידות אינו מייצג את המרווח בין גבולות.
גובה הצוק-לבוקר הוא אותו כמות מוגדרת כמו המרווח בין צוקים עוקבים.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
שגוי: הראשונה היא פעמיים המשרעת; רצף הצוקים הוא אורך גל.
חשב מהירות מתוך גודלים תואמים
- מהירות הגל נובעת מ$v=f\lambda$. גודלים הנתנים ב$f=5.0\ \text{Hz}$ וב$\lambda=0.40\ \text{m}$ מספקים את $v=5.0\times0.40=2.0\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- הרץ פירושו תנודות שלמות בשנייה. השתמש במהלך גל במטרים ליחידת מהירות זו; המרת 40 ס"מ ל0.40 מטר לפני הכפל תמנע טעות בגורם-100.
לגל יש תדר של 250 הרץ ואורך גל של 1.4 מטר. מהי מהירותו במטר לשנייה?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמש ב- ⟦v = fλ⟧. הערכים הנתונים נותנים v = 250 × 1.4 = 350 m/s. דבר זה לבדו אינו מזדהה את הגל כקול או את המדיה שלו.
חשב תקופה ופרש את התוצאה
- תקופה היא הזמן הנדרש לתנודה שלמה אחת: $T=1/f=1/5.0=0.20\ \text{s}$. זהו לא הזמן הנדרש לנקודה סימנית להעביר מהלך גל אחד לאורך המיתר.
- עם משרעת של 0.030 מטר, הגובה מגבול לגבול הוא $H=2A=2\times0.030=0.060\ \text{m}$. דבר זה שונה מהמהלך הגל של 0.40 מטר; שינוי המשרעת לבדה אינו קובע תדר חדש.
שאלה נפרדת מספקת 250 הרץ ו1.4 מטר. החישוב שלה הוא $v=f\lambda=250\times1.4=350\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$. שני גודלים אלו אינם מזהים את הגל כקול ואינם מציינים את המדיה שלו.
לגל המיתר המסופק יש תדר של 5.0 Hz. מהו מחזורו בשניות?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
T = 1/f = 1/5.0 = 0.20 s.
המשרעת היא 0.030 m. מה גובה הצוק-לבוקר (crests-to-trough) המתוכנן במטרים?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
H = 2A = 2 × 0.030 = 0.060 m.
השווה סוגים באמצעות שני הכיוונים
- גלים רטובים מתנודים אנכית לכיוון ההתפשטות; גלים אורכיים מתנודים במקביל, כגון בגל דחיסה לאורך קפיץ או בקול באוויר.
- ספקטרום האלקטרומגנטי משתרע מגלי רדיו ועד קרני גאמה. גלים אלקטרומגנטיים אינם זקוקים למדיה חומרית וחולקים מהירות בוואקום; דבר זה אינו מעניק לגלים מכניים אותה מהירות.
תאם כל סוג גל לדוגמה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
תנודות רוחביות מתנודות מאונך לכיוון התנועה; תנודות אורכיות מתנודות לאורכו.
גלי רדיו וגלי X נעים באותה מהירות בוואקום.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גלים אלקטרומגנטיים משתפים את מהירות הוואקום בעוד שיש להם תדרים ואורכי גל שונים. ההצהרה היא על וואקום, ולא על כל מדיה חומרית או גל מכני.
בדוק את המשוואה והתנאים הנזכרים
- כתוב את המשוואה הנדרשת בסמלים, המר יחידות, חשב, ולאחר מכן ציין מה התוצאה מדדה. ערך של 350000 במקום 350 לשאלה הנפרדת מעלה ספק לגבי בעיית חישוב או המרה שיש לבדוק.
- שמור על הבדלים בין כיוון התנודה, ההתפשטות, המשרעת, המהלך הגל, התקופה והמהירות. ציין את המדיה והתנאים לפני השוואת מהירויות; מים אמיתיים עשויים גם להיות זרמים או זרימה מעבר לדגם גל אידיאלי.
השתמש ב$v=f\lambda$, $T=1/f$ וב$H=2A$ לשאלות שונות. אל תחליף תוצאת גל מכני במהירות וואקום אלקטרומגנטית.
חישבת את הגל עם התדר 250 הרץ והאורך 1.4 מטר כ-350000 m/s. מה חישוב או יחידות היית בודק?
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
דוגמה: "הייתי בודק את המרת האורך והכפל, כי 250 הרץ כפול 1.4 מטר נותן 350 m/s."