גל עומד – הבדלי גרסאות

[[קובץ:Drum vibration mode21.gif|300px|ממוזער|שמאל|גל עומד על פני דיסקה]]

'''גל עומד''' הוא מושג [[פיזיקה|פיזיקלי]] המתאר [[גל]] שאינו מתקדם במרחב. המונח נטבע בידי הפיזיקאי הגרמני [[פרנץ מלדה]].

 

==מאפיינים==

[[קובץ:Standing-wave05.png|שמאל|ממוזער|250px|גל עומד.]]

גל עומד הוא צורה רציפה של אופן תנודה. בגל עומד כל האלמנטים המרחביים (מיוצגים על ידי ה[[קואורדינטות]] ''x'',''y'',''z'') מתנודדים באותה תדירות ובאותה [[פאזה (גלים)|פאזה]] (מגיעים ביחד לנקודת שיווי המשקל), אך לכל אלמנט מרחבי [[משרעת|אמפליטודה]] משלו.

 

===התאבכות וסכום אלגברי של גלים מנוגדים===

[[קובץ:Standingwaves.svg|ממוזער|250px|גל עומד כסכומים של שני גלים בשלבים שונים של זמן המחזור.]]

גל עומד יכול להיווצר כסכום של שני גלים הנעים בכיוונים מנוגדים, כתוצאה מ[[סופרפוזיציה]] של שני הגלים.

 

הסכום של הגלים המנוגדים משקף את התוצרות של ה[[התאבכות]] ביניהם.

[[קובץ:Interference of two waves.svg|המחשה של התאבכות גלים - עקרון הסופרפוזיציה. {{ש}} מימין: התאבכות הורסת. משמאל: התאבכות בונה.]]

 

באיור לעיל מתוארת התאבכות של שני גלים.

===נקודות צומת וטבור===

[[קובץ:Standing wave 2.gif|שמאל|ממוזער|250px|דוגמה לגל עומד כסכום של שני גלים - הגל השחור הוא הסכום של הגל האדום והכחול, הנקודות האדומות הן הצמתים.]]

בגל העומד ישנן מספר נקודות בעלות תכונות משותפות:

* '''נקודות צומת''' (node) - הן נקודות על המיתר שאינן זזות ולכן נמצאות כל הזמן במנוחה. נקודות אלו נוצרות כתוצאה מכך שסכום הגלים העוברים דרכן תמיד מתאפס.

===יצירת גל עומד במיתר===

[[קובץ:Standing wave in a rope.png|ממוזער|250px|ניתן ליצור גל עומד בחבל שצידו האחד תפוס, כאשר הגל שנוצר בקצה האחד מגיע לקצה השני ומוחזר ממנו.]]

ישנן מספר דרכים ליצירה של גל עומד במיתר, כתלות במצב של הקצוות.

 

====אופני התנודה של מיתר התפוס בשני קצותיו====

[[קובץ:Schwingende Saiten.png|ממוזער|250px|אורך הגל של מיתר התפוס בשני קצותיו כתלות באורך המיתר, עבור אופני התנודה השונים.]]

[[קובץ:Standing waves on a string.gif|ממוזער|250px|תנועה של גל עומד על מיתר התפוס בשני קצותיו באופני תנודה שונים.]]

 

כאמור, תנועתו של גל עומד במיתר שתפוס בשני קצותיו שונה מזו של מיתר שבו לפחות אחד הקצוות חופשי.

 

===מיתר===

 

ב[[מיתר (כלי מיתר)|מיתר]] של [[כלי מיתר]] המקובע בשני קצותיו ניתן ליצור גלים עומדים על ידי [[פריטה]]. פעולת הפריטה גורמת למיתר להתנודד באחד או יותר מ[[אופן תנודה|אופני התנודה]] שלו. ניתן להתייחס לגל עומד במיתר כסכום של שני גלים המתקדמים בכיוונים הפוכים. כשכל אחד מהגלים מגיע לנקודת הקצה הקבועה, הוא מוחזר לאחור, ואם מדובר במעבר מתווך אחד לתווך צפוף יותר, הרי שיתרחש גם היפוך [[פאזה (גלים)|מופע]] הגל.

 

==גל עומד כתוצאה מתנועת התווך==

[[גלי חסי]] (lee waves; חסי הוא הצד המוגן מפני ה[[רוח]]) הם דוגמה לגלים עומדים שנוצרים כתוצאה מתנועת [[גוש אוויר|גושי אוויר]]. גלים אלו, שיש להם חשיבות לעוסקים ב[[דאייה]], נוצרים כתוצאה מפגיעת הרוח במכשול גדול דוגמת [[הר]]. התנודה הראשונה עוקבת אחרי צורת ההר, ותנודות נוספות נוצרות מעל שטחים [[מישור (גאוגרפיה)|מישור]]יים בצד המוגן מפני הרוח. בתנאים של [[לחות]] מספקת, נוצרים בקרבת שיאי התנודות [[ענן|עננים]] הקרויים [[ענן גל|ענני גל]] (wave cloud).