שאלה

[הקיזומ]

שאלה../images/Emo26.gif

לא כל כך פופולרית. שאלה מאד בסיסית. אני מחפש תשובה של הגיון פיזיקלי פשוט. בלי נוסחאות. בלי מספרים. התמונה המצורפת משמאל

מתייחסת ישירות לשאלה. השאלה: למה (לעזאזל) גל בעל אורך גל ארוך ביחס לגודל מכשול כלשהו, "יעקוף" את המכשול, ואילו אם אורך הגל קצר מדי, הגל יוחזר ולא יעקוף את המכשול? מה הקשר בין אורך הגל של הגל לגודל המכשול - אלו שני גדלים "ניצבים" זה לזה. לדוגמא בים: איך קשור אורך הגל של גל המים לגודל שובר הגלים באופן כזה שיקבע האם הגל יוחזר או יעקוף? גל המים הוא "בסך הכל" תנועה מחזורית של מולקולות המים מעלה ומטה בתדר (אורך גל) מסויים. אגב, עלה לי איזה רעיון עכשיו - אם שובר הגלים הוא בעל אורך אין-סופי, הרי ברור שהגל לא יוכל לעבור משום שהמחסום חוסם "לאורך כל הדרך". אבל - מה זה קשור לאורך הגל שהוא גודל שניצב לאורך המכשול.

 

[LordR]

תשובה

כיוון החשיבה שלך הוא בכיוון. כי אנו יודעים שעבור מחסור באורך 0 לא תהיה חסימה ואילו במחסום אינסופי תהיה חסימה מוחלטת. אז שואלים את השאלה מה האורך המינימלי שבו תהיה הפרעה משמעותית? הגודל היחיד שהוא "אורך" בבעיה הוא אורך הגל ולכן מצפים שזה יהיה פונקציה כלשהי של אורך הגל. ועכשיו להסבר קצת שונה. ניתן לתאר את חזית הגל כאוסף של מקורות נקודתיים. (עקרון הויגנס) אם המחסום הוא בסדר גודל של אורך הגל אזי יכולות להיווצר התאבכויות בונות\הורסות שישנו את אופי הגל. אך אם המחסום קטן ביחס לאורך הגל, מהר מאוד הגל ישלים את עצמו ולא יראו כלל הפרעות.

 

[הקיזומ]

לא מובן. ../images/Emo26.gif

ממש לא מובן לי "מה הקשר" בין אמת מידת בכוון מסויים לאמת מידה בכוון ניצב לחלוטין. מה הקשר? ההסבר השני למעשה לא מסביר. נשאלת עליו אותה השאלה. למה למחסום שהוא בסדר גודל של אורך הכל יכולות להיווצר וכו' וכו'...

 

[הקיזומ]

כלומר -

זה שהגודל (השני) היחידי במערכת שהוא "אורך" בבעיה זה אורך הגל, עדיין לא גורם לי להבין איך הוא רלוונטי באופן פיזיקלי.

 

[הקיזומ]

משהו נחמד ../images/Emo26.gif

בקישור הזה יש, איך לקרוא לזה... אפשרות להצגה אינטראקטיבית של תופעת העקיפה. מה שאפשר להבין, בשבילי לפחות זה היה חידוד לעניין - גם מהדברים שכתבת קודם, הוא ששאלת גודל המכשול רלוונטית להאם משני צידי המכשול נוצרים (על בסיס עקרון הויגנס) שני גלים "חדשים, נפרדים, עצמאיים" ואז תהיה ביניהם התאבכות... לעומת - האם המכשול הוא כל כך קטן שלא נוצרים שני גלים חדשים עצמאיים ולכן אין התאבכות (משום שאין שני גלים). אבל השאלה עדיין נשארת - למה שבכלל יהיה חשוב אורך הגל? גודל שהוא ניצב למימד המכשול? הייתי מצפה שבכל אופן - עבור מכשול באורך מסויים ומעלה - לכל גל לא תהיה עקיפה. אבל, העובדה היא שכן יש תלות באורך הגל/תדירות הגל וזה מאד לא מובן לי למה.

 

[הקיזומ]

ועוד משהו ../images/Emo26.gif

בקישר כאן, יש התייסות לעקיפה של גל קול. משמאל ומעט למטה מהציור של האדם היושב והגל המתכופף/מתעקם, כתוב "אורך הגל של הקול הוא *ארוך מספיק* כדי להתכוף/להתעקם מסביב למכשול..." למרות שהמובן לא ברור במאת האחוזים, הרושם הוא שאורך הגל ארוך מספיק כדי שיוכל להתעקם "לאחור" מבלי שיפגש את מחזור הגל שמאחוריו ו... לא יודע מה יקרה כתוצאה מכך. המכשול יכתיב את המידה שבה הגל יתעקם לאחור. אבל! אם חושבים על זה עוד קצת... מבינים שהמידה שהגל יתעקם לאחור, אמורה להיות תלוייה בגודל המכשול במימד האורך של אורך הגל. אבל, ידוע שמימד הרוחב של המכשול קובע! זה בכל זאת לא מסתדר במאה אחוזים. אגב, הדוגמא שיש למטה עם הנגנים הצועדים ברחוב... ממש נראית מטופשת משום שיכולתי לצייר את הגלים הקצרים (כחולים) כך שכן יגיעו לאדם שמאחורי הסיבוב. נראה מטופש.

 

[הקיזומ]

התשובה ../images/Emo26.gif

טוב, היום מצאתי למעשה את התשובה בספר. באופן עקרוני, הסיבה היא בדיוק אותה הסיבה לקשר שבין היחס בין אורך גל ומרווח בין סדקים לבין אופיין ההתאבכות שמתקבל על מסך שנמצא "מאוחרי" שני הסדקים. לא זה המקום לפרט את כל העניין אבל הקשר הוא (כמו בעניין שני הסדקים) גיאומטרי לחלוטין ומגיע מן הדרישה שלקבל העדר אור על המסך צריך שגודל מסויים לאורך מסלול של שני קרניים ישווה לכפולות של מחצית אורך הגל. באופן "מסתורי" הקשר הזה מערב (משיקולים גיאומטריים בלבד) גם את גודל הסדק (כשמדברים על דיפרקצייה דרך סדק). אומנם יש תשובה אבל הקישור הזה עדיין נראה לי "מאגי" במידה מסויימת. מה שכן, עולה שאופן שבו אני שאלתי את השאלה הוא לא האופן הנכון. כלומר - צריך גם לדעת לשאול את השאלות הנכונות. כלומר, אורך הגל לא "משחק תפקיד" כשמציגים אותו כמו שאני הצגתי אותו. נו, שיהיה. תודה