בכדי להבין מהי התאבכות (Interference), יש להיזכר מהו גל. גל הוא התפשטות של הפרעה במרחב. הגל יכול להתפשט בתווך (כמו גלים בים, או גל קול), או בריק, במקרה של גלים אלקטרומגנטים או גלי כבידה.


התקדמות גל.

כאשר מספר גלים מאותו סוג נפגשים באותה נקודה במרחב נוצרת תבנית התאבכות.


התאבכות גלים מ - מקורות (ויקיפדיה)

ההתאבכות מבטאת סכימה (סופרפוזיציה, superposition) של הגלים השונים המצויים באותה נקודה (ראו תמונה למטה). הגלים יכולים להיות ממגוון רחב, כמו למשל גלי ים, גלי קול, גלים אלקטרומגנטיים ואחרים.


התאבכות בונה (שמאל) והורסת (ימין). תמונה נלקחה מויקיפדיה.

מכיוון שחלקים שונים מאותו גל מצויים במופעים שונים (פאזות שונות) כמו השיא, השפל, או בכל מופע אחר בין 2 נקודות קיצון אלו, הסכימה יכולה להתבטא בתוצאה חיובית, שלילית, או אף אפס. במקרה הפשוט המתואר בתמונה הימנית - אם 2 גלים מגיעים לאותה נקודה במופעים מנוגדים במדויק, התאבכותם תתבטא בכך שכל מופע חיובי של גל אחד, יבטל את המופע השלילי של הגל השני (ולהפך), ונקבל התאבכות הורסת. לעומת זאת, במקרה המתואר בתמונה השמאלית, אם 2 הגלים מגיעים לנקודה באותו מופע, הסכימה היא חיובית מלאה או שלילית מלאה (התאבכות בונה) ומשרעת הגל החדש (אמפליטודה) היא סכום המשרעות של גלי המקור. כמובן שבמציאות יש הרבה יותר מ-2 גלים ומופע הגלים מצוי לאורך כל הטווח שבין שיא הגל לשפל הגל, ולכן הסכימה שלהם בנקודה במרחב (סופר פוזיציה) הרבה יותר מורכבת.

כיצד הדבר מוצא ביטויו במציאות? אם למשל מצוף שיצוף בים יעמוד במקום בו תתרחש התאבכות הורסת לחלוטין, כמו בתמונה הימנית, אז גם אם הדבר נשמע מעט מפתיע, הוא ישאר במקומו ולא ינוע מעלה או מטה, גם אם הים סביבו גועש. אם במקום בו יצוף תתרחש התאבכות בונה לחלוטין, כמו בתמונה השמאלית, אז משרעת תנודתו, קרי שיא הגובה ושיא השפל אליהם יגיע, יהיו כפולים מגובה הגל. הדבר נכון גם לגלי קול: אם למשל שני מקורות קול, כמו שני רמקולים, המייצרים צליל אחד, יופעלו כך שכאשר גלי הקול המגיעים לנקודה מסויימת במרחב מאחד מהם לעומת השני יגיעו תמיד במופע הפוך, הם יצרו התאבכות הורסת מלאה, וכך, עד כמה שקשה להאמין, באותה נקודה נשמע...כלום.

הדבר קורה גם באור, מה שממחיש את החלק הגלי של אופיו. ניסוי הידוע בשם ניסוי יאנג - עקיפה משני סדקים - ממחיש בדיוק כי אור ועוד אור, במופע הנכון (קרי ההפוך) יכולים לתת יחדיו...חושך.

במאמר מוסגר הלייזר הוא מקרה מיוחד בו כל הקרינה הנפלטת היא בעלת תחום אורכי גל צר מאוד, עד-כדי כך שאנו בדרך כלל מתייחסים אליו כמקור אור מונוכרומטי, קרי כבעל צבע אחד (במקרה של לייזר באור הנראה), והקרינה הנפלטת הינה כולה באותו מופע (קרינה קוהרנטית).

מאת: ד"ר מאיר ברק
מחלקה לביולוגיה מבנית
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.

5 תגובות

  • יובל

    התאבכות בונה והורסת

    התאבכות משני מקורות של גל יכולה ליצור התאבכות בונה והתאבכות הורסת, תלוי איפה בשיא והשפל של כל מקור נפגשו.

    לגבי התאבכות הורסת:
    בהתאבכות הורסת "אידאלית" הגל נהרס לחלוטין, למרות שאנחנו יודעים מתוך חוק שימור המסה, שעצם הצירוף של שני מקורות הגל הוא בכל מקרה סכום זרם החלקיקים של שני המקורות.

    אז מה בדיוק נהרס כאן ?

    אם מדובר על ירידה בממוצע של האנרגיה הקינטית של סכום החלקיקים משני מקורות הגל, אז לאן הולכת האנרגיה הזו (לפי חוק שימור האנרגיה)

    לגבי התאבכות-בונה :
    יותר מזה, אם מדובר על התאבכות-בונה של שני מקורות-גל פוטוניים (אור) ויש עליה ברמת האנרגיה של הפוטונים, האם נוצרת מודולציה שתשנה את צבע האור לכיוון הגלים הקצרים יותר, או האם בעת אינטראקציה עם אלקטרונים (במו בתוך גוף של עדשה) תיווצר תופעה של עירור (יצירת אור) ?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןחגי אדרי

    התאבכות בונה והורסת

    שלום יובל,

    התאבכות היא תופעה האופיינית לגלים ולכן נכון לדבר עליה במונחים של תדירות ומשרעת (אמפליטודה). בהתאבכות הורסת "אידיאלית" המשרעת היא אפס. נניח ויש לנו שני אלקטרונים או פוטונים שמתאבכים התאבכות הורסת (כי כל חלקיק הוא גם גל באיזשהו מובן) אז זה אומר שהסיכוי שלנו לראות חלקיק בנקודה זו היא אפס. באופן דומה אם אנחנו בנקודה שבה יש התאבכות בונה, אז הסיכוי לראות חלקיק הוא גבוה יותר.
    האנרגיה של כל חלקיק לא משתנה ואורך הגל לא יתקצר, אבל יהיו יותר חלקיקים במקום עם התאבכות בונה.

  • תום

    אמפליטודה חיובי/שלילי- שאלה

    קראתי בספר, שאמפליטודה יכולה להיות חיובית או שלילית. השאלה שלי היא: ביחס למה חיובית או שלילית, ומה הדבר אומר לנו עליה? (האם שלילי זו כמו תמונת ראי [כך שהמראה "מתחת לאמפליטודה"] של האמפליטודה החיובית)

    שאלה 2:
    האם אמפליטודה היא פונקצית הגל של שני גלים או יותר שהתאבכו זה עם זה?

    בתודה מראש,
    תום

  • מאיר

    משרעת

    חיובית או שלילית ביחס "לפני השטח".
    וההתיחסות היא כמובן בתלות הנושא.

    בגלים אלקטרומגנטיים למשל המשרעת היא בין השיא החיובי והשלילי. כאן המושג שלילי פשוט אומר שאנו מצויים מתחת לקו (אין מדובר באנרגיה שלילית או משהו בדומה).

    בגלי ים למשל המשרעת מתארת את גובה הגל (גובה אמיתי).

    לכל גל יש משרעת (אמפליטודה). אם שני גלים עברו התאבכות המשרעת של הגל המתקבל היא תוצר של המשרעת והמופע של שני הגלים המתאבכים

  • תום