אורך גל, תדירות ומהירות.

שלב 1 מתוך 5

מה מתקדם

ביחידה על תנודות ראיתם גוף שחוזר על אותה תנועה שוב ושוב סביב נקודת שיווי המשקל שלו. גל הוא תנודה שעוברת הלאה: כל פיסת תווך מתנודדת, ודוחפת את השכנה שלה להתנודד אחריה.

בסצנה יש מכל גלים, מגש של מים רדודים. חרוז קטן על זרוע רוטטת מקיש על פני המים שוב ושוב, וכל הקשה שולחת טבעת שמתרחקת ממנו. אל תסתכלו על הטבעות, אלא על נקודה אחת במים: היא עולה כשמגיע שיא, יורדת כשמגיע שפל, וחוזרת על זה. הזמן בסצנה מואט פי $8$⁠, וגובה הגלים מוגזם, כדי שאפשר יהיה לעקוב אחריהם.

שלב 2 מתוך 5

אורך הגל

בחרו פועל תחת הצגת שיאי הגל: כל שיא מסומן בקו בהיר. המרחק משיא לשיא הבא הוא אורך הגל, $\lambda$⁠ (למדא).

החרוז מקיש $f$⁠ פעמים בשנייה: זו התדירות, בהרץ. בזמן שעובר בין הקשה להקשה, מחזור אחד, השיא הקודם מתקדם בדיוק אורך גל אחד. לכן בשנייה שלמה, $f$⁠ מחזורים, הגל עובר $f$⁠ אורכי גל:

$v = f\lambda$⁠

תדירות ומהירות הגל קבועות עכשיו. המספרים אמיתיים: אדוות במים בעומק של כמה מילימטרים נעות בערך 25 cm/s, וכך גם במכל גלים בכיתה.

שלב 3 מתוך 5

זמן המחזור

זמן המחזור $T$⁠ הוא הזמן בין שני שיאים שחולפים על פני אותה נקודה, כמו זמן המחזור של מטוטלת או של קפיץ. כמו שם, הוא ההפוך של התדירות:

$T = \frac{1}{f}$⁠

בכל זמן מחזור השיא מתקדם אורך גל אחד, ולכן אפשר לכתוב את אותו כלל גם כך: $v = \dfrac{\lambda}{T}$$v =$$\dfrac{\lambda}{T}$⁠.

שלב 4 מתוך 5

להקיש מהר יותר

מה קובע כל אחד משלושת המספרים? את התדירות קובע המקור: הקשה אחת, שיא אחד. את המהירות קובעים המים: בסצנה, מים עמוקים יותר נותנים גלים מהירים יותר. אורך הגל הוא מה שנשאר, $\lambda = \dfrac{v}{f}$$\lambda =$$\dfrac{v}{f}$⁠.

מהירות הגל קבועה עכשיו, כי המים לא משתנים. נבאו מה יקרה כשהחרוז יקיש מהר יותר, ואז הסתכלו.

שלב 5 מתוך 5

מים עמוקים יותר

עכשיו קבועה התדירות, ומהירות הגל פתוחה: שינוי שלה הוא כמו מילוי המכל ביותר מים או בפחות. מצאו את המהירות שנותנת את אורך הגל המבוקש.

נסו: אחרי הבדיקה, הזיזו את משרעת. השיאים נמוכים או גבוהים יותר, אבל המרווחים ביניהם לא זזים: המשרעת קובעת כמה אנרגיה הגל נושא, לא כמה מהר הוא נע.

חזרה לניסוי ↑