Waves

עושים גליםWaves: 

עושים גלים Waves

דוגמאות לגלים: 

דוגמאות לגלים גלי קול גלים של אור נראה גלי רדיו גלי מיקרו גלים במים גלים של סינוס וקוסינוס גלים באצטדיון נחשול של רעש אדמה גל במיתר גל בקפיץ

מה זה גל?: 

מה זה גל? הגדרת גל: הפרעה השומרת על צורתה הנעה ממקום וזמן התחלתי למקום וזמן סופי עם מהורות התקדמות קבועה. הגל נע בתווך מסוים. ההפרעה מעבירה אנרגיה ממקום למקום אך לא מזיזה לצמיתות את החומר בתווך. כאשר ההפרעה חוזרת על עצמה זה גל מחזורי או גל הרמוני. v

גלים אורכיים ורוחביים: 

גלים אורכיים ורוחביים גל אורכי ההפרעה לאורך כיוון ההתקדמות גל רוחבי ההפרעה לרוחב לכיוון ההתקדמות

גלי קול : 

גלי קול לחץ גבוה לחץ נמוך לחץ נמוך לחץ גבוה

האם כל סוגי הגלים צריכים תווך?: 

האם כל סוגי הגלים צריכים תווך? האם ניתן לשמוע גל קול בריק? כיצד מהירות הגל תלויה בתווך? מהו התווך של גלים אלקטרו מגנטיים? v=c/n v=T/ C- מהירות האור בריק n- מקדם שבירה T – מתיחות של החוט - צפיפות מסה

גלים אלקטרו-מגנטים: 

גלים אלקטרו-מגנטים גל אלקטרומגנטי מוקפא בזמן. ההפרעה בשדה החשמלי ובשדה המגנטי. כאשר בריק השדה החשמלי והמגנטי הם אפס. עם הופעת הגל האלקטרומגנטי נוצר שדה חשמלי ושדה מגנטי אנכי לו אשר פעם חיובי ופעם שלילי. הקפאה במקום

גרפים של גלים: 

גרפים של גלים אורך גל  המרחק שבה הגל עובר עד שהו חוזר לאותו מופע (פאזה) זמן מחזור T הזמן שלוקח לגל לחזור לאותו מופע משרעת (אמפליטודה) הגובה המקסימלי עליו מגיע הגל ביחס לשיווי משקל

גלים מחזורים הרמוניים: 

גלים מחזורים הרמוניים אורך גל  - הדרך שבה הגל עובר מחזור שלם זמן מחזור T – הזמן שבו הגל עובר מחזור שלם מספר גל – k=2/ אורך גל -  תדירות זוויתית – k=2/T= 2f זמן מחזור –T תדירות – f=1/T מספר המחזורים בשניה

גלים על פני המים הם גלים רוחביים: 

גלים על פני המים הם גלים רוחביים

גלים בממד אחד ומהירות הפאזה : 

גלים בממד אחד ומהירות הפאזה שימור פאזה: הגולש התקדם מרחק Δx בזמן Δt .  A- אמפליטודת התנודה (משרעת) T - זמן המחזור λ - אורך הגל f=1/T - תדירות הגל היא מספר המחזורים בשניה, התדירות נמדדת ב Hz=1/sec Hertz W=2π/T=2πf תדירות זוויתית k=2π/λ מספר גל Φ=wt-kx פאזת הגל (המופע) מהירות פאזה

הקשר בין תדירות למה ששומעים: 

הקשר בין תדירות למה ששומעים 300Hz 500Hz תדירות נמוכה צלילים נמוכים תדירות גבוהה צלילים גבוהים תחום השמיע 20 הרץ ל 20000 הרץ הרץ –יחידת מדידה של תדירות (זמן/1)

חיבור גלים - עקרון הסופרפוזיציה: 

חיבור גלים - עקרון הסופרפוזיציה 300Hz 500Hz 300Hz +500Hz

חיבור גלים –גלי פעמות: 

חיבור גלים –גלי פעמות חיבור שני גלים מהצורה ה cos(kx - wt)כאשר מספר הגל k ומהירות הזוויתית w משתנים. נשתמש בזהות הטריגונומטרית cos A + cos B = 2cos((A-B)/2)cos((A+B)/2) cos((k+dk)x - (w+dw)t) + cos((k-dk)x - (w-dw)t) = 2cos((dk)x - (dw)t) · cos(kx - wt) מעטפת גל ממוצע

חבורת גללים ומהירות חבורה: 

חבורת גללים ומהירות חבורה F(x,t)= 2cos(kx - wt)cos((dk)x - (dw)t) מהירות החבורה היא אפס ! k = 12, w = 2, dk = 1, dw = 0 vP=w/k=2/12=1/6 vG=dw/dk=0

חבורת גללים ומהירות חבורה: 

חבורת גללים ומהירות חבורה F(x,t)= 2cos(kx - wt)cos((dk)x - (dw)t) החבורה זזה ומהירות הפאזה היא אפס ! k = 12, w = 0, dk = 1, dw = 2 vP=w/k=0 vG=dw/dk=2

חבורת גללים ומהירות חבורה: 

חבורת גללים ומהירות חבורה F(x,t)= 2cos(kx - wt)cos((dk)x - (dw)t) מהירות החבורה ובפאזה אינה אפס ! k = 12, w = 7, dk = 1, dw = 2 vP=w/k=0 vG=dw/dk=2

תדרי רדיו: 

תדרי רדיו

פולס העברה Transmitted Puls : 

פולס העברה Transmitted Puls בשפה שבין שני תווכים האנרגיה של הגל הפוגע (Incident) התפרקת לאנרגיה של גל עובר (Transmitted) וגל מוחזר (Reflected). Fi+Fr=Ft המשרעת (אמפליטודה) של הגל הפוגע תמיד יותר גדולה מהגל המוחזר והעובר. הגל העובר לא עבר היפוך פאזה רק הגל המוחזר. x=0: Ai+Ar=At לגל העובר יש אורך גל קצר יותר ומהירות נמוכה יותר , כי הוא עובר לתווך צפוף יותר. התדר זהה בכל התווכים. למעשה החלקיק האחרון בגל הפוגע הזיז באותה תדירות את החלקיק הראשון בתווך לאליו עבר הגל. (כמו בלחיצת יד)

החזרה של גל Reflection: 

החזרה של גל Reflection בקצה תפוס יש היפוך פאזה או היפוך מופע. המעבר הוא לתווך צפוף כמו קיר. בקצה חופשי יש החזרה הפאזה ישרה. המעבר הוא לתווך פחות צפוף כמו אוויר. תמיד יש החזרה כאשר יש שינוי תווך . אם המעבר הוא לתווך צפוף יותר יש היפוך מופע . ואם המעבר לתווך פחות צפוף אז יש החזרה ישירה.

גל עומד : 

גל עומד גל עומד זה חיבור (סופרפוזציה ) של שני גלים אחד מתקדם (כחול) והשני נסוג (ירוק). http://www.physicsclassroom.com/Class/waves/u10l4b.html

נוסחאות לגל עומד במיתר: 

נוסחאות לגל עומד במיתר L אורך המיתר λ אורך הגל n=1,2,3… הוא מספר שלם T המתיחות במיתר μ צפיפות המסה ליחידת אורך Vמהירות הפאזה במיתר

אפקט דופלר, מקור נע: 

אפקט דופלר, מקור נע

נוסחאות של אפקט דופלר: 

נוסחאות של אפקט דופלר Vo - מהירות הצופה (Observer) Vs - מהירות המקור (Source) V - מהירות הקול בתווך שבו הוא נע f0- התדר הנשמע לצופה fs- התדר המשודר מהמקור דופלר קלאסי בשלוש מהירויות 0, 0.5, 1.2 Web-Based Interactive Physics Problems-Doppler Physlet scripted with three different speeds.

אפקט דופלר, בום על קוליכאשר מקור הקול נע במהירות הקול [1 מאך]: 

אפקט דופלר, בום על קולי כאשר מקור הקול נע במהירות הקול [1 מאך] מהירות הקול באוויר (בגובה פני הים) היא כ-340 מטר לשניה. כאשר גוף מתקרב לצופה במהירות הקול הצופה לא ישמע את הגוף עד שהוא יגיע יחיד עם גל ההדף הקליע נע במהירות של 1.01 Mach. חזיתות גלי הקל מתאספות לפני הקליע , ויוצרות צפיפות אוויר גבוהה שנראה כפס לפני הקליע זהו גל ההדף. טייסים מרגישים "מחסום" כאשר הם עוברים את מהירות הקול. ה"מחסום" נוצר מלחץ גבוה בגל ההדף. בתנאי לחות מסוימים הלחץ הגבוה גורם להתעבות של אדי מים לטיפות בצורת ענן.

אפקט דופלר המשפיע על לחץ האוויר כך שהצפיפות מגיעה להתעבות של עננים בצורת קונוס : 

אפקט דופלר המשפיע על לחץ האוויר כך שהצפיפות מגיעה להתעבות של עננים בצורת קונוס

תנועה במהירות הגדולה ממהירות הקול ( Mach 1.4): 

תנועה במהירות הגדולה ממהירות הקול ( Mach 1.4)

אתרים מקושרים באינטרנט : 

אתרים מקושרים באינטרנט דופלר קלאסי בשלוש מהירויות 0, 0.5, 1.2 http://webphysics.davidson.edu/physletprob/ch1_intro/index.html תמונות לאפקט דופלר http://www.gmi.edu/~drussell/Demos/doppler/doppler.html האתר ממנו הורד הסרט של המטוס http://b19k20.tripod.com/jet/f18.html אתרים אינטראקטיבים Grand Unified Theory Wave Theory and Photons Howstuffworks How Hearing Works Template The Doppler Effect and Sonic Booms