Learning Objective 14.1.A: Describe the physical properties of waves and wave pulses.
- 14.1.A.1 Waves transfer energy between two locations without transferring matter between those locations.
- 14.1.A.1.i A wave pulse is a single disturbance that transfers energy without transferring matter between two locations.
- 14.1.A.1.ii A wave is modeled as a continuous, periodic disturbance with well-defined wavelength and frequency.
- 14.1.A.2 Mechanical waves or wave pulses require a medium in which to propagate. Electromagnetic waves or wave pulses do not require a medium in which to propagate.
- 14.1.A.3 The speed at which a wave or wave pulse propagates through a medium depends on the type of wave and the properties of the medium.
- 14.1.A.3.i The speed of all electromagnetic waves in a vacuum is a universal physical constant, $c = 3.00 \times 10^{8}$ m/s.
- 14.1.A.3.ii The speed at which a wave pulse or wave propagates along a string is dependent upon the tension in the string, $F_T$, and the mass per length of the string.
- Equation: $v_{\text{string}} = \sqrt{\dfrac{F_T}{m/\ell}}$
- 14.1.A.3.iii In a given medium, the speed of sound waves increases with the temperature of the medium.
- 14.1.A.4 In a transverse wave, the direction of the disturbance is perpendicular to the direction of propagation of the wave.
- 14.1.A.5 In a longitudinal wave, the direction of the disturbance is parallel to the direction of propagation of the wave.
- 14.1.A.5.i Sound waves are modeled as mechanical longitudinal waves.
- 14.1.A.5.ii The regions of high and low pressure in a sound wave are called compressions and rarefactions, respectively.
- 14.1.A.6 Amplitude is the maximum displacement of a wave from its equilibrium position.
- 14.1.A.6.i The amplitude of a longitudinal pressure wave may be determined by the maximum increase or decrease in pressure from equilibrium pressure.
- 14.1.A.6.ii The loudness of a sound increases with increasing amplitude.
- 14.1.A.6.iii The energy carried by a wave increases with increasing amplitude.
מטרות למידה 14.1.A: תאר את המאפיינים הפיזיקליים של גלים ופולסי גלים.
- 14.1.A.1 גלים מעבירים אנרגיה בין שני מיקומים מבלי להעביר חומר בין מיקומים אלו.
- 14.1.A.1.i פולס גל הוא הפרעה יחידה המעבירה אנרגיה מבלי להעביר חומר בין שני מיקומים.
- 14.1.A.1.ii גל מדגם כהפרעה רציפה, מחזורית עם אורך גל ותדר מוגדרים היטב.
- 14.1.A.2 גלי מכניים או דופקות גל דורשים תווך כדי להתפשט. גלים אלקטרומגנטיים או דופקות גל אינן דורשות תווך להתפשטות.
- 14.1.A.3 מהירות ההתפשטות של גל או דופקת גל בתווך תלויה בסוג הגל ובמאפייני התווך.
- 14.1.A.3.i מהירותם של כל הגלים האלקטרומגנטיים בוואקום היא קבוע פיזיקלי אוניברסלי, $c = 3.00 \times 10^{8}$ מ"ש.
- 14.1.A.3.ii מהירות ההתפשטות של דופקת גל או גלאורך חוט תלויה במתיחה בחוט, $F_T$, ובמסה ליחידת אורך של החוט.
- משוואה: $v_{\text{string}} = \sqrt{\dfrac{F_T}{m/\ell}}$
- 14.1.A.3.iii בתווך נתון, מהירותם של גלי הקול עולה עם עליית טמפרטורת התווך.
- 14.1.A.4 בגל רוחבי, כיוון ההפרעה הוא מאונך לכיוון ההתפשטות של הגל.
- 14.1.A.5 בגל אורכי, כיוון ההפרעה הוא מקביל לכיוון ההתפשטות של הגל.
- 14.1.A.5.i גלי קול מדומים כגלים אורכיים מכניים.
- 14.1.A.5.ii אזורים בעלי לחץ גבוה ונמוך בגל קול נקראים, בהתאמה, דחיסות ודילול.
- 14.1.A.6 המשרעת היא סטייתו המקסימלית של גל ממיקום האיזון שלו.
- 14.1.A.6.i משרעתו של גל לחץ אוריכונית יכולה להיחשב על בסיס העלייה או הירידה המקסימליות בלחץ ביחס ללחץ האיזון.
- 14.1.A.6.ii עוצמת הקול עולה עם עליית המשרעת.
- 14.1.A.6.iii האנרגיה הנעית על ידי גל עולה עם עליית המשרעת.
*גל רוחבי: התווך נע באופן מאונך לכיוון התנועה של הגל
