חקירת הדמיה: גלים עומדים במיתר

סמדר לוי, המרכז הארצי למורי הפיזיקה

הפעילות גם ב-, האתר לתלמידי הפיזיקה, כך שהתלמידים יכולים לעבוד באופן עצמאי, גם מהבית.

מטרות הפעילות

חקירת התנאים להיווצרות גל עומד במיתר.
חקירת הקשר בין התדירות לבין אורך הגל בגל עומד.

תאור הפעילות

בפעילות שלפניך תחקור הדמיה המדמה גל עומד במיתר. ההדמיה מתארת מיתר ששני קצותיו קבועים. ניתן לקבוע את תדירות הגלים הנוצרים ואת המשרעת. ניתן להציג סרגל ובעזרתו למדוד את אורך הגל המתקבל. ניתן גם לשנות את אורך המיתר על ידי גרירת הכן שבקצהו הימני.
ההדמיה פותחה ע"י C.K.Ng, מורה לפיזיקה, הונג-קונג.

אפיון הפעילות

בהיבט הסילבוס
קרינה וחומר, גלים מכאניים ואלקטרומגנטיים:
3.2 גלים מחזוריים חד-ממדיים
    - סופרפוזיציה בגלים מחזוריים: "התאבכות בונה", "התאבכות הורסת", "נקודות צומת".
      - גלים עומדים: אורכי הגל והתדירויות המותרות, חשיבות תנאי השפה.

בהיבט דידקטי
1. יש לדון בסופרפוזיציה של גלים מחזוריים ובמושגים "התאבכות בונה" (כאשר שתי ההפרעות יוצרות הפרעה חזקה יותר) ו"התאבכות הורסת" (כאשר הפרעה מבטלת הפרעה אחרת). יש להדגיש שכל אחד מהמושגים הוא מקרה פרטי של סופרפוזיציה בנקודה כלשהי.
2. יש לעמוד על התנאים ליצירת "גל עומד" ו"נקודות צומת" במיתר נתון. יש לעמוד על הקשר בין אורכי הגל והתדירויות האפשריות לקבלת גל עומד במיתר נתון וכן על תנאי השפה.

הערות והמלצות דידקטיות

1. משך הזמן הדרוש לפעילות הוא כ-90 דקות לביצוע המטלה ועוד כ-45 לדיון בכיתה.
2. המטלה ניתנת לביצע כשיעורי בית.
3. מומלץ לבקש מהתלמידים ליצור משפטים, בעלי משמעות בפיזיקה, המקשרים בין מספר מושגים המופיעים בשאלה הראשונה של הפעילות.
4. הפעילות הינה פעילות הרחבה להדגמה או ניסוי של גל עומד במיתר המתבצעים בכיתה
5. מומלץ לעמוד בהרחבה על ההבדל בין גל חד מימדי מתקדם ובין גל עומד (שאלה 16).

הערות והמלצות טכניות

1. הפעילות מבוססת על עבודה עם הדמיה באינטרנט, הביטויים המופיעים בה הם באנגלית.
2. דרוש ידע בעבודה עם Excel.