גלים עומדים

Overview

מקור: אריאנה בראון, אסנטה קוריי, PhD, המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, בית הספר למדעי הפיזיקה, אוניברסיטת קליפורניה, אירווין, קליפורניה

גלים עומדים, או גלים נייחים, הם גלים שנראים לא מתפשטים ומיוצרים על ידי הפרעה של שני גלים הנעים בכיוונים מנוגדים עם אותו תדר ומשרעת. גלים אלה נראים לרטוט למעלה ולמטה ללא תנועה ליניארית והם מזוהים בקלות רבה ביותר בתקשורת סופית רוטט כמו מיתר גיטרה קטוף, מים באגם, או אוויר בחדר. לדוגמה, אם מחרוזת קבועה בשני קצות ושני גלים זהים נשלחים באורך, הגל הראשון יפגע במחסום הקצה וישקף בחזרה בכיוון ההפוך, ושני הגלים יעלו כדי לייצר גל עומד. תנועה זו היא תקופתית עם תדרים המוגדרים על ידי אורך המדיום והיא דוגמה חזותית לתנועה הרמונית פשוטה. תנועה הרמונית פשוטה היא תנועה שמתנדנדת או תקופתית, שבה הכוח המחזיר הוא פרופורציונלי לעקירה, כלומר ככל שמשהו נדחף רחוק יותר, כך הוא דוחף בחזרה חזק יותר.

מטרת הניסוי הזה היא להבין את התפקידים של סופרפוזיציית גל והשתקפות ביצירת גלים עומדים, ולנצל את המושגים האלה כדי לחשב את התדרים המהדהדים הראשונים, או הרמוניה, של גלים עומדים על slinky. לכל תדר שעצם מייצר יש דפוסי גל עומדים משלו, שבהם הגל עם התדירות הנמוכה ביותר האפשרית נקרא התדירות הבסיסית. הרמוניה היא גל שיש לו תדירות פרופורציונלית לתדר הבסיסי על ידי מספרים שלמים שלמים.

Procedure

1. התבוננות בסופרפוזיציה ובהשתקפות של פולסים סלינקיים

  1. למתוח קפיץ slinky או פלדה לאורך על פני רצפה או מסדרון, עם תלמיד אחד מחזיק קצה אחד וסטודנט אחר מחזיק את השני. השתמש בקלטת כדי לסמן שני 'מחסומים' באורך של כ-30 ס"מ מאמצע החלקלק, בכל צד. חזור עם מחסומים שנמצאים במרחק של שני מטרים מהאמצע בכל צד.
  2. בתורו שיגור פולסים (jerking slinky מרחק קטן אופקית ומיד הצמדה בחזרה לנקודת ההתחלה) עם משרעת להישאר בתוך המחסומים המסומנים.
  3. לאחר מכן, נסו לשגר פולסים זהים עם אותה קוטביות בו זמנית משני הקצוות ושימו לב

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results
...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

בניסוי זה, המושגים של סופרפוזיציית גלים וגלים עומדים נחקרו בשתי הפגנות. השתקפות גלים והפרעה בונה מול הרסנית הוצגו בהדגמה הראשונה. בשנייה, השינויים בתדירות ובתקופה נמדדו ותדרים הרמוניים גבוהים יותר נמצאו כפולות שלמים של התדירות הבסיסית.

דוגמה מפורסמת לגלים עומדים בעולם הא?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags
Standing WavesStationary WavesVibrationTaut StringPlucked StringInterferenceWaves In Opposite DirectionsSame FrequencySame AmplitudeOscillating MotionSimple Harmonic MotionRestoring ForceDisplacementHooke s LawSlinky DemonstrationPhysicsWavelengthFrequencyAmplitudeConstructive Interference

Skip to...

0:07

Overview

1:15

Principles of Standing Waves and Simple Harmonics

4:15

Observing the Superposition of Wave Pulses

5:39

Measuring Frequency of Standing Waves

6:37

Data Analysis and Results

7:50

Applications

9:05

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

גלים עומדים

Physics II

49.4K Views

article

שדות חשמליים

Physics II

77.0K Views

article

פוטנציאל חשמלי

Physics II

102.7K Views

article

שדות מגנטיים

Physics II

33.0K Views

article

מטען חשמלי בשדה מגנטי

Physics II

33.5K Views

article

חוק אוהם לתמי ומנצחים נוהמיים

Physics II

26.1K Views

article

סדרות ונגדים מקבילים

Physics II

33.0K Views

article

קיבוליות

Physics II

43.5K Views

article

אינדוקציה

Physics II

21.3K Views

article

מעגלי RC/RL/LC

Physics II

142.2K Views

article

מוליכים למחצה

Physics II

29.4K Views

article

אפקט פוטואלקטרי

Physics II

32.3K Views

article

השתקפות ושיפור

Physics II

35.3K Views

article

הפרעות עקיפה

Physics II

90.3K Views

article

גלי קול ומשמרת דופלר

Physics II

23.2K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved

הרמוני (n) מחזורים זמן כולל (ים) תדר (הרץ) f/f0 תקופה (ים) אורך גל (ז)
1 10 19.2 0.521(נ' 0) 1 1.210