אתר מורי פיזיקה - עמוד הבית

מטרת ההדמיה

הבנת מושגים הקשורים בחיבור גלים בממד אחד. הדמיה זו כוללת חומר רב, מעבר לסילבוס בהוראת הפיזיקה, אך היא כוללת חומר חשוב ביותר, המתאים ליישומים רבים בנושאי חיבור גלים (סופרפזיציה), הרמוניות של גל, פירוק פורייה של גלים, ועוד.

קישור להדמיה

https://phet.colorado.edu/en/simulation/fourier

סוג הקובץ

HTML5

מקור ההדמיה

PhET – Physics Education Technology, University of Colorado, Boulder

להנחיות כלליות לשימוש בהדמיות PhET לחצו כאן

הסעיף המתאים בסילבוס להדמיה

גלים חד ממדיים (במיתר):

שימוש בהוראה

• כעזר בזמן הוראת הנושא (הקרנה על הלוח) של גלים חד ממדיים במיתר והקשר לתנועה הרמונית.
• כשיעורי בית בייחוד כמשחק להגברת התעניינות התלמידים, יצירת אתגרים מחשבתיים.
• כפעילות תלמידים.

(ראה קבצי דוגמאות של דפי פעילות, באנגלית, שפותחו על ידי מורים בארה"ב והורדו באישור מהאתר באוניברסיטת קולורדו).

הנחיות הפעלה

הדמיה זו כוללת למעשה 3 הדמיות נפרדות: גלים בדידים (Discrete), משחק בגלים בדידים (Wave Game),  ומעבר מבדיד לרציף (Discrete to Continuous). ניתן לבחור בין ההדמיות באמצעות לחיצה על לשונית התפריט המתאימה, כפי שרואים בתמונה:

הדמיית גלים בדידים

זוהי ההדמיה הראשונה, העולה עם פתיחת ההדמיה. תמונת מסך הפתיחה מופיעה בתחילת קובץ זה, ובה מתבקש המשתמש לגרור את רכיב הגל (Drag Me). את תוצאת הגרירה רואים מייד בשני החלונות שמתחת לחלון העליון.

בחלון ההדמיה מימין, ניתן לראות את תפריט ההפעלה, המורכב ממספר חלונות משנה.

• תפריט פונקציות קבועות מראש (Preset Functions), תפריט באמצעותו ניתן לבחון את צורת הגלים הנוצרים מפונקציות מתמטיות שונות, וכיצד מרכיבים אותן מהרמוניות שונות.
  
• תפריט בקרת גרפים (Graph Controls), באמצעותו ניתן לתאר את הגל כפונקציה של המרחב (Space (x)), או הזמן (Time (t)).
  
• תפריט כלי המדידה (Measurement Tools), באמצעותו ניתן לבחור בין תיאור על פי אורך גל, או זמן המחזור.
  
• תפריט הצורה המתמטית (Math Form), באמצעותו ניתן לבחור בין תיאור על פי אורך גל, או תדירות.
  
• תפריט בקרת קול (Sound Control), באמצעותו ניתן להשמיע קול, ולשנות (באמצעות גרירת הזחלן) את עוצמת הקול של הגל הנשמע כתוצאה מההדמיה.
  

הדמיית משחק בגלים בדידים (Wave Game)

זוהי ההדמיה השנייה, המבוססת על ההדמיה הראשונה. תמונת מסך הפתיחה של המשחק היא:

ההוראה המופיעה בחלון במרכז היא "התאם את הגל שלך לגל הוורוד  (Match Pink Function), המופיע בחלון סכום (Sum) כל הגלים.

קיימות רמות שונות למשחק זה, וברמה הראשונה יש לבצע זאת רק באמצעות הרמוניה ראשונה. התוצאה המתקבלת:

ברמה גבוהה יותר של המשחק יש צורך להשתמש במספר הרמוניות של הגל, ולדוגמה ניתן לראות בתמונה את רמת קושי 6:

הדמיית מעבר מבדיד לרציף (Discrete to Continuous)

זוהי ההדמיה השלישית. תמונת מסך הפתיחה של המשחק היא:

בדפי העבודה שהציעו המורים בארה"ב (קבצים מצורפים באנגלית), ניתן לראות דוגמאות של פעילויות לתלמידים, ניתן למצוא שאלות שכדאי לשאול את התלמידים: לפני הרצת ההדמיה, תוך כדי הפעילות, ואחרי הפעילות (מסקנות), וניתן גם לראות מערכי שיעור בנושא.