שאלה בגלים

[מושוןשון]

שאלה בגלים

יש לי כמה שאלות בגלים , אשמח אם תוכלו לענות לי עליהן 1) בתמונה המצורפת , פס אור אחד זה בעצם חצי אורך גל נכון? 2)עוצמת אור מוגדרת כחיובית? למה? הרי אפשר להגדיר גם אנרגיה שלילית. 3)למה עוצמת האור פרופורציונית לפסיי בריבוע? 4)בהתאבכות (ניסוי יאנג למשל) , מקבלים גרף של עוצמת אור. האזורים בהם הגל הוא במינוס האמפליטודה המקסימלית , יופיעו גם הם כפס צבעוני ולא שחור? השחור יופיע בנקודות בהם האמפליטודה (פסיי) היא אפס? אשמח לתשובות

 

[johngalt2]

לא צירפת תמונה...

 

[מושוןשון]

אופס...

הנה התמונה

 

[johngalt2]

פשש... איזה sinc יפה, מאיפה ה- applet הזה?

לגבי מה ששאלת: 1. כן - הגל המתקדם לפני המסכה הוא גל סינוסי רגיל (לפחות כך הוא נראה...) ולכן הפס הכחול זה חצי אורך גל. 2. קודם כל, עוצמה של גל (וזה נכון לאו דווקא לאור, אבל משתמשים בזה בעיקר בהקשר של גלים אלקטרומגנטיים) *מוגדרת* להיות אמפליטודת הגל בריבוע (בערך מוחלט, או, ליתר דיוק, האמפליטודה של החלק הממשי של הגל בריבוע). לכן ברור שהיא חיובית בהחלט (ז"א, חיובית אלא אם האמפילוטדה היא אפס ואז העוצמה היא אפס). עוצמה של גל זה לא אנרגיה (אני מניח שאתה מתכוון לאנרגיה כפונקצית מצב של המערכת, כמו שהגדירו אותה למשל בקורסים על מכניקה וחשמל) למרות שהיא קשורה אליה, וממילא לסימן של אנרגיה שהיא פונקצית מצב אין משמעות, כי רק להפרשים בין אנרגיות יש משמעות פיזיקאלית. 3. קודם כל, חשוב לדייק ולומר שהעוצמה היא האמפליוטדה בריבוע של הממוצע בזמן של האמפליטודה (במקרה של גל אל"מ מדובר באמפליטודה של השדה החשמלי). לשאלה שלך - התשובה המיידית היא "כי ככה הגדירו אותה". אבל כדי להבין למה הגדירו אותה ככה, צריך להסתכל בהקשר יותר רחב. הסיבה שהגדירו אותה ככה היא שהיא שבצורה זו היא מקיימת *חוק שימור אנרגיה* הידוע בשם משפט פיונטינג. (http://en.wikipedia.org/wiki/Poynting_theorem) באופן כללי ישנו וקטור שטף אנרגיה לגא"מ הנקרא וקטור פוינטינג, והעוצמה היא הגודל של הוקטור הזה. מסתבר שאם מסתכלים על סך כל האנרגיה האלקטרומגנטית בתחום מסויים במרחב (נניח שאין בו מטענים חופשיים), אז השינוי שלה בזמן שווה בדיוק לסך כל העוצמה היוצאת או נכנסת מהשטח הזה. וכך גם העוצמה קשורה לאנרגיה. 4. כן. תנסה לחשוב למה, לאור מה שכתבתי.