Physics4all

על מנת להבין במה עוסקת תורת הגלים נגדיר תחילה מהו גל. גל בפיזיקה מציין תופעות רבות כאשר הדבר המשותף לכל התופעות האלו היא התקדמות או התפשטות של הפרעה מחזורית בתוך מצב שהיה בלתי מופרע. ישנם גלים שיכולים להתקדם רק בתוך חומר כמו לדוגמא גלי הקול המתפשטים בתוך האוויר או גלים בתוך מים וישנם גלים שיכולים להתפשט גם בריק כמו לדוגמא האור שהוא גל אלקטרומגנטי. לגלים ישנם מספר תכונות המבדילות אותם מהחלקיקים כמו לדוגמא התאבכות, עקיפה ושבירה.

תורת הגלים:

תורת הגלים עוסקת אם כן בתכונות המאפיינות את כל סוגי הגלים. ישנם מספר פרמטרים פיזיקאליים המגדירים מהו גל ומהי ההתנהגות שלו. בעזרת כל אותם הפרמטרים המתמטיים ניתן להסיק בעזרת סדרת משוואות מספר עקרונות פיזיקאליים חשובים בקשר להתנהגות הגל ולטיב התנועה שלו. ישנם מספר מאפיינים עיקריים עבור כל הגלים בין היתר מהירות ההתפשטות של הגל, מהי התדירות שלו, מה אורך הגל ומהי המשרעת שלו כלומר מה גודל ההפרעה המקסימאלי שלו.

 תכונות הגלים:

לגלים מספר תכונות אופייניות אשר קיומן מאפשר לנו לקבוע האם התופעה בה אנחנו צופים היא גל. לפי תורת הגלים התכונות האופייניות לגל הן בין היתר החזרה- התופעה בה גל נע בתוך תווך מסוים ואז מגיע לסוף של אותו תווך ופוגש בתווך אחר. אם הגל לא יוכל לחדור לתוך התווך החדש הוא יוחזר ממנו כמו לדוגמא המצב שקורה בתופעת ה"הד". במקרה בו הגל כן חודר לתוך התווך החדש וממשיך להתפשט בתוכו ייתכן מצב בו הכיוון של ההתפשטות שלו ישתנה והשינוי בזווית ההתפשטות נקרא שבירה.

לגלים יש תכונה נוספת המאפשרת להם לעקוף מכשולים תופעה זו נקראת עקיפה. תכונה זו מייחדת את הגלים מהחלקיקים החופשיים שנעים רק בקו ישר. במקרה בהם שני גלים מאותו סוג יפגשו נקבל את תופעת ההתאבכות כלומר נקבל מצב בו הסכום של הגלים יצור תבנית חדשה של גל. תורת הגלים מתמקדת בכל אחת מהתופעות האלו וברבות אחרות על מנת לבדוק האם התופעה שצופים בה מתאימה להגדרה של גל.