גל רוחבי: מאפיינים ודוגמאות - גוּפָנִי - 2025

גל הרוחב הם אלה בן התנודה מתרחשת בכיוון מאונך לכיוון של התפשטות גל. לעומת זאת, גלי אורך הם גלים בהם העקירה דרך המדיום מתרחשת באותו כיוון בו נעקרת הגל.

יש לזכור כי גלים מתפשטים דרך מדיום מתוקף הרטט שהם גורמים בחלקיקי המדיום האמור. לכן כיוון התפשטות הגל יכול להיות מקביל או בניצב לכיוון בו הרטט החלקיקים. לכן נעשית ההבחנה בין גלים רוחביים ואורכיים.

הדוגמה האופיינית ביותר לגל רוחבי הם הגלים המעגליים המתפשטים על פני המים כשזרוקים אבן. גלים אלקטרומגנטיים כמו אור הם גם גלים רוחביים. באשר לגלים אלקטרומגנטיים, זה המקרה הספציפי שאין רטט של חלקיקים כמו שיש בגלים אחרים.

אף על פי כן, מדובר בגלים רוחביים מכיוון שהשדות החשמליים והמגנטיים הקשורים לגלים אלה בניצב לכיוון התפשטות הגל. דוגמאות נוספות לגלי גזירה הם גלים המועברים לאורך מיתר וגלי S או גלי סייסמה משניים.

מאפיינים

לגלים, בין אם הם רוחביים או אורכיים, יש סדרה של מאפיינים שקובעים אותם. באופן כללי, המאפיינים החשובים ביותר של גל הם אלה שמוסברים להלן:

משרעת גל (A)

זה מוגדר כמרחק בין הנקודה הרחוקה ביותר של גל לנקודת שיווי המשקל שלו. מכיוון שהוא אורך, הוא נמדד ביחידות אורך (נמדד בדרך כלל במטר).

אורך גל (λ)

זה מוגדר כמרחק (נמדד בדרך כלל במטרים) שנסע על ידי הפרעה בפרק זמן נתון.

מרחק זה נמדד, למשל, בין שני פסגות עוקבות (הפסגות הן הנקודה הרחוקה ביותר ממצב שיווי המשקל בחלקו העליון של הגל), או גם בין שני עמקים (הנקודה הרחוקה ביותר ממצב שיווי המשקל שבתחתית הגל) תחתית הגל) ברציפות.

עם זאת, אתה יכול למעשה למדוד בין כל שתי נקודות רצופות על הגל שנמצאות באותו שלב.

תקופה (T)

זה מוגדר כזמן (שנמדד בדרך כלל בשניות) שלוקח גל לעבור מחזור או תנודה שלמים. זה יכול להיות מוגדר גם כזמן שלוקח לגל מרחק שווה ערך לאורך הגל שלו.

תדר (ו)

זה מוגדר כמספר התנודות המתרחשות ביחידת זמן, בדרך כלל שנייה אחת. לפיכך, כאשר נמדד הזמן בשניות, נמדד התדירות ב הרץ (הרץ). התדירות מחושבת בדרך כלל מהתקופה באמצעות הנוסחה הבאה:

f = 1 / T

מהירות התפשטות הגל (v)

זוהי המהירות בה הגל (אנרגיית הגל) מתפשט דרך מדיום. הוא נמדד בדרך כלל במטרים לשנייה (m / s). לדוגמא, גלים אלקטרומגנטיים נעים במהירות האור.

ניתן לחשב את מהירות ההתרחבות מאורך הגל והתקופה או מהתדר.

V = λ / T = λ f

או פשוט לחלק את המרחק שנסע הגל בזמן מסוים:

v = s / t

דוגמאות

גלים אלקטרומגנטיים

גלים אלקטרומגנטיים הם המקרים החשובים ביותר של גלי גזירה. מאפיין מסוים של קרינה אלקטרומגנטית הוא שבניגוד לגלים מכניים הדורשים מדיום להתפשט דרכם, הם אינם דורשים מדיום להתפשט ויכולים לעשות זאת בוואקום.

זה לא אומר שאין גלים אלקטרומגנטיים העוברים דרך מדיום מכני (פיזי). חלק מהגלים הרוחביים הם גלים מכניים, מכיוון שהם דורשים אמצעי פיזי להפצתם. גלים מכניים רוחביים אלה נקראים גלי T או גלי גזירה.

יתר על כן, כאמור לעיל, גלים אלקטרומגנטיים מתפשטים במהירות האור, אשר במקרה של ואקום הוא בסדר גודל של 3 ∙ 10 ⁸ m / s.

דוגמה לגל אלקטרומגנטי היא אור גלוי, שהוא קרינה אלקטרומגנטית שאורכי הגל שלה הם בין 400 ל 700 ננומטר.

גלים רוחביים במים

מקרה מאוד טיפוסי ומאוד גרפי של גל רוחבי הוא זה המתרחש כאשר אבן (או כל חפץ אחר) נזרקת למים. כאשר זה קורה, נוצרים גלים מעגליים המתפשטים מהמקום בו פגעה האבן במים (או במוקד הגל).

התבוננות בגלים אלה מאפשרת לנו להעריך כיצד כיוון הרטט המתרחש במים בניצב לכיוון התנועה של הגל.

ניתן לראות זאת בצורה הטובה ביותר אם מצוף ממוקם ליד נקודת ההשפעה. המצוף עולה ויורד אנכית כשמגיעים חזיתות הגל, הנעות אופקית.

מסובך יותר הוא תנועת הגלים באוקיאנוס. תנועתו כוללת לא רק לימוד גלים רוחביים, אלא גם זרימת זרמי מים כאשר הגלים חולפים. מסיבה זו, לא ניתן לצמצם את תנועת המים בפועל בים ובאוקיינוסים אך ורק לתנועה הרמונית פשוטה.

גל על ​​חבל

כאמור, מקרה נפוץ נוסף של גל רוחבי הוא תזוזת רטט על ידי מיתר.

עבור גלים אלה, המהירות שבה הגל נע במיתר המתוח נקבעת על ידי המתח במיתר והמסה ליחידת המיתר. לפיכך, מהירות הגל מחושבת מהביטוי הבא:

V = (T / m / L) ^1/2

במשוואה זו T הוא מתח המיתר, m המסה שלו, ו- L אורך המיתר.

הפניות

1. גל רוחבי (nd). בויקיפדיה. הוחזר ב 21 באפריל 2018 מ- es.wikipedia.org.
2. קרינה אלקטרומגנטית (nd). בויקיפדיה. הוחזר ב 21 באפריל 2018 מ- es.wikipedia.org.
3. גל רוחבי (nd). בויקיפדיה. הוחזר ב 21 באפריל 2018 מ- en.wikipedia.org.
4. פידאלגו סאנצ'ס, חוסה אנטוניו (2005). פיזיקה וכימיה . אוורסט
5. דייוויד סי קאסידי, ג'רלד ג'יימס הולטון, פלויד ג'יימס רתרפורד (2002). הבנת הפיזיקה. Birkhäuser.
6. French, AP (1971). ויברציות וגלים (סדרת פיסיקת מבוא של MIT). נלסון תורנס.