-
אם שני גלים חופפים
-
באותו תווך, אנו אומרים
-
שיש התאבכות גלים.
-
הקופסה הזאת יכולה להיות רמקול,
-
וזה יכול להיות גל הקול שהוא יוצר,
-
או שזה יכול להיות מכשיר לייזר, וזה יכול
-
להיות גל האור שהוא יוצר, או שזה יכול
-
להיות סוג כלשהו של אמבט גלים,
-
וזה גל המים שהוא יוצר.
-
בלי להתחשב בזה, אם יש מקור שני
-
של גלים, ושני אלה חופפים,
-
זה גורם להתאבכות גלים, וזה
-
ייראה משהו כזה.
-
נגיד שאלה שני רמקולים.
-
אני אוהב לחשוב על רמקולים,
-
אני חושב שזה מקל על ההבנה.
-
נציב את הרמקול הזה
-
ליד הרמקול השני, זה לצד זה.
-
הם יוצרים גלי קול
-
באזור הזה, ולא בהכרח יהיו אלה
-
שני גלי קול.
-
אפשר לחשוב על כך שנקבל
-
סה"כ גל קול אחד. איך נמצא
-
את גודלו של גלה קול הזה?
-
נשים כאן ציר.
-
הצבת הציר תקל על החשיבה שלנו.
-
נציב ציר כאן, בצורה כזאת.
-
אני שואל את עצמי
-
מהו הערך של הגל
-
הראשון, ולוקח
-
את הערך הזה.
-
מהו הערך של הגל השני,
-
ומחבר ביניהם,
-
על מנת לקבל את הערך הכולל.
-
אקח את הערך ההוא של הגל הראשון,
-
ועוד הערך של הגל השני,
-
ובמקרה הזה נקבל ערך כפול.
-
נעבור לכאן.
-
הערך כאן ועוד הערך שם,
-
אני מקבל את הסכום.
-
זה לא יהיה כל כך גבוה
-
כי אלה לא היו כל כך גבוהים.
-
כאן אני מקבל אפס ועוד אפס, שווה לאפס.
-
אתם וודאי מתחילים לראות מה קורה.
-
אני יכול לבוא לכאן, למטה,
-
ערכים שליליים, ומקבל ערך כפול למטה.
-
נצייר את כל החיבור
-
ונקבל גל קול אחד גדול,
-
שייראה בערך ככה.
-
הגלים האלה הוגברו.
-
זאת אפשרות אחת,
-
כששני גלים חופפים, ניתן לקבל מצב כזה
-
שבו השיאים מתלכדים עם השיאים,
-
והשפלים מתלכדים עם השפלים.
-
זאת התאבכות בונה.
-
שימו לב שכל שפל מתלכד עם שפל,
-
כל שיא מתלכד עם שיא.
-
זה נקרא התאבכות בונה,
-
כי שני הגלים משתלבים בצורה בונה,
-
ויוצרים גל יותר גדול.
-
זאת התאבכות בונה.
-
מה נשמע במקרה זה?
-
אם האוזן שלנו הייתה כאן, איפשהו,
-
ומחכה לקול הזה,
-
היינו שומעים צליל חזק.
-
הוא יהיה יותר חזק מהצליל המקורי.
-
הוא יהיה חזק פי שתיים.
-
זה הגיוני.
-
יש לנו רמקול שני פה.
-
הוא חזק פי שתיים.
-
זה הגיוני.
-
מה שיותר קשה להבין
-
זה מצב הנקרא
-
התאבכות הורסת.
-
איך היא נראית?
-
דמיינו שיש שלנו שני רמקולים,
-
אבל הם נראים כך שהשיא
-
של הראשון מתלכד, לא עם השיא
-
של השני, אלא עם השפל
-
של השני, והשפל של
-
הראשון מתלכד עם השיא
-
של השני.
-
הגלים האלה אינם בפאזה.
-
קודם, כשהם נראו ככה,
-
הגלים האלה היו בפאזה,
-
כי הם נראו זהים.
-
השיאים התלכדו עם השיאים.
-
השפלים התלכדו עם השפלים.
-
אלה אינם בפאזה.
-
באיזו מידה הם לא בפאזה?
-
אנו אומרים שהם בהפרש פאזה של 180 מעלות.
-
אלה בהפרש פאזה של 180 מעלות.
-
הפאזה מתייחסת לאיזו נקודה
-
במחזור נמצא הגל,
-
ושני אלה מתחילים לגמרי בנפרד,
-
וזה 180 מעלות.
-
אולי אתם חושבים שזה 360
-
מעלות. אבל חישבו על זה.
-
אם זזים 360 מעלות,
-
מגיעים חזרה לנקודת ההתחלה.
-
אם היינו עושים הפרש פאזה של 360
-
מעלות, הם היו נראים שוב זהים
-
כי זזנו מחזור שלם,
-
ואז זה חוזר למקום בו
-
היינו בהתחלה.
-
כשזזים להפרש פאזה של 180 מעלות,
-
זה בדיוק ההיפך.
-
מקבלים שיא המתלכד עם שפל.
-
אם אתם מעדיפים רדיאנים,
-
זה נקרא הפרש פאזה של פאי, כי פאי ו- 180
-
הם אותה זווית.
-
מה קורה במקרה זה,
-
אם אני לוקח את שני הרמקולים?
-
אקח את הרמקול השני
-
ואסדר אותו ביחד עם הרמקול הראשו.
-
אני מקבל משהו שנראה ככה.
-
תראו כמה שזה נראה מוזר.
-
הם לגמרי לא בפאזה.
-
מה שיקרה...
-
אני אוסיף את הציר, כדי שיקל על ההבנה.
-
אציב ציר ישר כאן.
-
אני משחק אותו משחק כמו קודם.
-
איזה גל כולל אקבל?
-
אני לוקח את הערך הזה.
-
אחבר את הערכים כמו קודם.
-
אני לוקח את הערך של הגל הראשון,
-
ועוד הערך של הגל השני.
-
אני מחבר אותם. אחד חיובי
-
והשני שלילי, הסכום הוא אפס.
-
הלאה, כאן אפס ועוד אפס זה אפס,
-
השפל של הגל הראשון
-
מתלכד עם השיא של הגל השני,
-
וכשאני מחבר את שתי הנקודות,
-
אני מקבל אפס. אתם וודאי
-
רואים מה שקורה.
-
אני מקבל קו שטוח.
-
אני מקבל קו שטוח,
-
ואין בכלל גל.
-
שני הגלים האלה מתקזזים, על כן לא
-
נקרא לזה התאבכות בונה,
-
אלא התאבכות הורסת, כי אלה
-
משתלבים בצורה הורסת, ולא יוצרים שום גל.
-
זה קצת מוזר.
-
איך יתכן ששני גלים לא יוצרים שום גל?
-
ככה עושים זאת.
-
מה היינו שומעים, אם האוזן שלנו
-
הייתה שוב באזור הזה,
-
והינו מנסים לשמוע?
-
אם היה רק רמקול אחד, הייתי שומע רעש.
-
אם היה רק הרמקול השני,
-
הייתי שומע רעש.
-
יש לי את הראשון וגם את השני
-
ביחד, לא אשמע כלום.
-
יהיה שקט, וקשה להאמין לזה.
-
בעצם, ככה עובדות אוזניות
-
המבטלות רעש. הן לוקחות אות
-
חיצונית ושולחות אותה
-
אות בדיוק, אבל הפוכה.
-
בהפרש פאזה של פאי, או 180 מעלות.
-
הן מתבטלות. אפשר להילחם ברעש
-
עם יותר רעש, אבל בדיוק לא בפאזה עם הראשון.
-
ככה מקבלים שקט, או לפחות
-
משהו הקרוב לשקט.
-
אולי אתם שואלים את עצמכם, איך עושים
-
שרמקול יהיה בהפרש פאזה של 180 מעלות?
-
זה לא כל כך קשה.
-
אם תסתכלו על גב הרמקול.
-
ניקח תרשים נקי.
-
אם תסתכלו על הגב של הרמקולים האלה,
-
ישנו הדק חיובי
-
והדק שלילי, או שיש
-
כאלה בפנים, ומחליפים
-
את ההדק החיובי עם השלילי,
-
ואת השלילי עם החיובי, אז
-
כשאחד הרמקולים מנסה לדחוף את האוויר קדימה,
-
ברמקולים ישנה דיאפרגמה
-
הנעה קדימה ואחורה,
-
כשאחד הרמקולים מנסה לדחוף אוויר קדימה,
-
השני ינסה לדחוף
-
אוויר אחורה, והתוצאה
-
היא שהאוויר לא נע כלל,
-
כי מופעלים עליו כוחות שווים ומנוגדים,
-
ומכיוון שהאוויר עומד במקומו,
-
לא נוצר גל קול, כי
-
האויר צריך להתנודד כדי ליצור גל קול.
-
ככה מקבלים התאבכות הורסת.
-
ככה יוצרים רמקול בהפרש
-
פאזה של פאי.
-
אולי אינכם רוצים
-
להתעסק עם החוטים שבגב הרמקול
-
בעצם, אתם לא אמורים לעשות זאת
-
כי אפשר לקבל מכת חשמל.
-
בכל מקרה, אם שי לנו שני רמקולים כאלה, אנו
-
תקועים, יש לנו התאבכות הורסת.
-
קיימת אפשרות שניה.
-
אם אתם לא מתעסקים עם החוטים,
-
אל תנסו את זה בבית,
-
ניתן לקחת את הרמקול...
-
זיכרו, קודם, כשהגלים היו בפאזה,
-
רק היינו צריכים לסדר אותם ביחד ככה,
-
וקיבלנו התאבכות בונה.
-
אני לא חייב לשים אותם אחד ליד השני.
-
אני יכול להציב רמקול אחד קצת יותר קדימה,
-
ותראו מה קורה.
-
אנו מתחילים לקבל גלים שאינם בפאזה.
-
השאלה היא: עד לאיזה מרחק קדימה
-
עלי להזיז את הרמקול הזה, כדי לקבל
-
התאבכות הורסת.
-
אנסה זאת, וכשנגיע לנקודה
-
הזאת שם, נהיה לא בפאזה.
-
עכשיו יש לנו התאבכות הורסת.
-
בכמה הזזתי את הרמקול קדימה?
-
נסתכל. כאן הייתה חזית הרמקול
-
במקור, בדיוק כאן.
-
עכשיו חזית הרמקול נמצאת כאן.
-
כשמסתכלים על הגל הזה,
-
בכמה אורכי גל הזזתי אותו קדימה?
-
הזזתי אותו קדימה
-
ב- 1/2 אורך גל.
-
אם לוקחים שני רמקולים בפאזה,
-
ומזיזים אחד מהם
-
1/2 אורך גל קדימה, מקבלים
-
שוב התאבכות הורסת.
-
אם האוזן שלנו תהיה כאן,
-
לא נשמע כלום.
-
למרות ששני הגלים האלה התחילו בפאזה,
-
ברגע שמזיזים אחד מהם 1/2 אורך גל קדימה,
-
מתקבלת התאבכות הורסת
-
ולא שומעים כלום.
-
נחזור להתחלה.
-
ניקח את הרמקול,
-
אם מזיזים אותו קדימה אורך גל שלם,
-
אני לוקח את זה, ממשיך לנוע,
-
ממשיך לנוע ואז יש התאבכות הורסת,
-
ממשיכים ויש שוב התאבכות בונה.
-
זה אורך גל אחד שלום.
-
אם מזיזים אותו קדימה אורך גל אחד שלם,
-
ראו, יש לנו אורך גל אחד שלם.
-
חזית הרמקול הייתה כאן,
-
עכשיו חזית הרמקול נמצאת כאן.
-
זה אורך גל שלם.
-
מקבלים התאבכות בונה.
-
נשמע צליל חזק פעם נוספת.
-
נשמע רעש פי שתיים גדול
-
מזה שהיה לנו עם רמקול אחד.
-
מושר ההשכל של הסיפור הזה הוא,
-
שאפילו עם יש לנו שני רמקולים בפאזה,
-
ניתן לקבל התאבכות הורסת
-
כפונקציה של הפרש הדרכים
-
ששני הגלים האלה עוברים.
-
במילים אחרות, הגל השני מתקדם את המרחק
-
הזה עד להגעה לאוזן שלנו,
-
אקרא לזה x2, וגל אחד
-
מתקדם את המרחק הזה עד להגעה לאוזן.
-
אקרא לזה x1.
-
כשאקח את ההפרש בין שני אלה,
-
אמצא את ההבדל בין המסלולים שלהם.
-
ההבדל בין המסלולים
-
שהגלים האלה עוברים,
-
יהיה האורך הזה.
-
זה ההבדל,
-
אקרא לו דלתה x כי
-
זה הערך של ההפרש בין
-
שני המרחקים. ראינו שאם
-
זה שווה ללמבדה, זה היה בונה,
-
ואם זה שווה ל- 1/2 למבדה,
-
זה היה הורס. אלה אינם הערכים היחידים.
-
אנו יכולים לכתוב כאן תוצאה חשובה.
-
אם דלתא x, הפרש המסלולים הוא
-
למבדה, אך מסתבר שגם 2 למבדה, או
-
3 למבדה מתאימים. דמיינו שמזיזים את הרמקול
-
השני באורך גל נוסף.
-
הוא יהיה פעם נוספת בפאזה בצורה מושלמת,
-
כי הכל יסתדר שוב בצורה מושלמת,
-
או 3 אורכי גל, שוב בפאזה מושלמת.
-
כל מספ שלם של אורכי גל, כולל אפס,
-
כי אפס הוא המקרה בו
-
הרמקול השני היה בדיוק ליד הרמקול הראשון.
-
כששני הרמקולים האלה מסודרים
-
אחד ליד השני,
-
מקבלים התאבכות בונה.
-
הגלים מתאימים בצורה מושלמת, אז ההתאבכות
-
בונה. אם דלתה x שווה ל- 1/2 אורך גל,
-
ההתאבכות הורסת, אך זה אינו המקרה היחידי.
-
כל מספר שלם אי זוגי של 1/2 אורך גל.
-
זה לא נכון עבור 2 חלקי 2, כי זה
-
שוב למבדה.
-
אני יכול לעשות 3 למבדה חלקי 2, או 5 למבדה
-
חלקי 2, או 7 למבדה חלקי 2.
-
כל אלה יתנו לנו התאבכות הורסת,
-
כי הם יגרמו לשיאים האלה
-
להיות מותאמים עם השפלים האלה.
-
כל העסק יהיה קו שטוח.
-
לא נקבל צליל כלשהו.
-
זאת תוצאה חשובה.
-
אם יש לנו שני רמקולים
-
המתחילים בפאזה,
-
כלומר שניהם מתחילים באותה צורה,
-
זאת אומרת שכאשר רמקול אחד משדר
-
את הגל שלו כלפי מעלה, השני
-
גם משדר את הגל שלו כלפי מעלה.
-
הם שניהם באותו מחזור.
-
אם ההבדל היחידי הוא ההפרש באורך המסלולים,
-
זאת תוצאה חשובה המאפשרת
-
לקבוע אם ההתאבכות בונה
-
או הורסת.
-
אתם יכולים לשאול. מה אם...
-
כל מה שאמרנו היה בהנחה שאין בהתחלה
-
הפרש פאזה.
-
מה יקרה אם נעשה את כל החלפת ההדקים
-
בגב של אחד הרמקולים,
-
כשמחליפים את ההדק החיובי
-
עם השלילי, כך שבמקום שהגל ייצא
-
כלפי מעלה, השני ייצא כלפי מטה?
-
מה יקרה אז?
-
אולי אתם יכולים לנחש.
-
התוצאות האלה יתחלפו.
-
במילים אחרות, אם נסתכל על המקרה הזה כאן,
-
עכשיו אנו מתחילים עם רמקולים
-
שהם אינם בפאזה בהתחלה.
-
הפעם מתחילים עם הפרש
-
דרכים שווה לאפס ומקבלים התאבכות
-
הורסת במקום בונה.
-
אם אני מזיז את זה באורך גל אחד קדימה,
-
יש פה אורך גל שלם,
-
שוב יש התאבכות הורסת.
-
שני אורכי גל קדימה, שוב התאבכות הורסת.
-
שלושה אורכי גל קדימה יתנו שוב
-
התאבכות הורסת, כלומר הפעם אורך גל
-
שלם יתן לנו התאבכות הורסת.
-
מה בקשר לחצאי אורך גל?
-
נראה. מזיזים את זה ב- 1/2 אורך גל,
-
זה בפאזה מושלמת.
-
זאת התאבכות בונה.
-
אם מזיזים ב- 3/2 אורך גל, שוב מקבלים
-
את שני הגלים בפאזה מושלמת, התאבכות בונה.
-
מסתבר שאם מתחילים
-
עם רמקולים שהיו כבר שלא בפאזה,
-
אם רמקול אחד הוא בהפרש פאזה של פאי
-
ביחס לשני, אנו מקבלים כאן תוצאה אחרת.
-
אנו מקבלים...
-
בעצם, נלך חזרה
-
לתוצאה הקודמת, זה יהיה יותר קל.
-
אנו יכולים לרשום כאן תוספת,
-
אם רמקול אחד הוא בהפרש פאזה של פאי
-
ביחס לשני...
-
זיכרו אלה לא חייבים להיות בהכרח רמקולים.
-
הם יכולים להיות מקורות גל כלשהם.
-
אם רמקול אחד הוא בהפרש פאזה של פאי
-
ביחס לשני, אנו הופכים את אלה.
-
לוקחים את הכלל הזה,
-
ועכשיו זה נותן התאבכות בונה, כאן.
-
אלה יתנו התאבכות בונה,
-
ואלה למעלה יתנו התאבכות הורסת.
-
כל העסק נותן
-
את התוצאה הפוכה.
-
עכשיו, מספר שלם של אורכי גל נותן הורסת.
-
חצאיי אורכי גל נותנים התאבכות בונה.
-
אני חוזר ומדגיש
-
שזה לא נכון רק עבור רמקולים.
-
זה נכון גם עבור אור, בניסויים
-
של מעבר אור דרך שני סדקים,
-
או מעבר אור דרך שכבה דקה, או גלי קול
-
עם רמקולים, או גלי מים.
-
בכל מקרה, הכלל הזה נכון.
-
זהו כלל יסוד
-
עבור כמעט כל ההיבטים של התאבכות גלים.
-
הפרש הדרכים, כשמתחשבים
-
בעובדה האם יש הפרש פאזה של פאי,
-
הפרש פאזה יחסי של פאי בין שני
-
המקורות, קובע האם מקבלים
-
התאבכות בונה או הורסת.