ראשית נבהיר מהו גל. גל הוא התקדמות של הפרעה. כיוון התקדמות ההפרעה נקרא כיוון התקדמות הגל. מהירות התקדמות הגל היא קבועה כל זמן שלא השתנו התנאים הסביבתיים שבהם מתקדם הגל. הסביבה שבה מתקדם הגל נקראת תווך. תווך יכול להיות האוויר, מוצק נוזל או פלזמה. מהירות התקדמות הגל אינה תלויה בעוצמת ההפרעה. (נכון שבדרך כלל אנו מייחסים את התפשטות הקול בתווך עם האוויר, אך חשוב להדגיש כי גלי קול עוברים דרך חומרים שונים, מוצקים ונוזליים).
הקול הוא צורת אנרגיה המתקדמת בתווך כגל אורכי ולמעשה הוא התפשטות של הפרעה מכנית בחומר. גל קול הוא אזורים של לחץ גבוה ולחץ נמוך של התווך המתקדמים במרחב. גלי קול נוצרים בשל עלייה בלחץ בנקודות מסוימות של חומר, הגורמים ל"אפקט הדומינו" המועבר הלאה. נקודות הלחץ הגבוה, ולפניהם, נקודות הלחץ הנמוך העוקבות אחרי נקודות עליית הלחץ.
במוצק האטומים לא נעים משום שהם צפופים ונוגעים אחד בשני ומוחזקים חזק ע"י כוחות בין מולקולריים. לכן האטומים במוצק יכולים להתנודד רק במקום קבוע. גלי קול ( שנוצרים ממקור מתנודנד) מועברים מיידית ע"י חלקיקים שמתנודדים במקומם ע"י כך שהם פוגעים באטום השכן ששולח את ההפרעה מאטום אחד למשנהו בתוך המוצק (דבר זה דומה לתופעת הדומינו).
בגז (או אוויר, לצורך העניין), בגלל שהכוחות המשיכה בין החלקיקים זניחים, החלקיקים בגז מתנודדים ונעים בצורה חופשית ואקראית לכל עבר (מכיוון שחלקיקים באוויר נמצאים בכל מקום, אנו יכולים לשמוע קול מכל כיוון). מולקולות בגז צריכים לעבור מרחק רב בכדי להתנגש אחד בשני. גלי קול לא יכולים לעבור במהירות כאשר המולקולות לא במגע אחת עם השנייה. ולכן מכיוון שהחקיקים רחוקים אחד מהשני, מהירות ההפרעה תהיה איטית יותר יחסית למוצק. התפשטות של גלי קול אינה אפשרית בריק.
_1.gif)
גלי קול עוברים מהר יותר במוצק מאשר באוויר משום שבמוצק המולקולות "צפופות" ובכך עוזרות לגלי הקול "לקפוץ" ממולקולה אחת לשניה מהר יותר.
מאת חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
