מראות קול
מה רואים?
שתי "מראות קול" גדולות, עשויות מתכת, בצורת צלחת או קערה, הניצבות זו מול זו במרחק כמה מטרים זו מזו.
מה עושים?
במתקן זה משתתפים שניים (או שתיים) לפחות, אחד/ת ליד כל מראה. נסו לדבר או ללחוש לטבעת שבמרכז, האם קולכם יגיע למראה שממול וישמעו אתכם לידה?
מה מגלים?
כשאנו מדברים אנו יוצרים גלי קול שמתפשטים לכל הכיוונים בצורה כדורית, וכך כל מי שנמצא סביבנו מסוגל לשמוע אותנו. עם זאת, מכיוון שהאנרגיה של גלי הקול מתפשטת מסביבנו על פני שטח גדול, גלי הקול הולכים ונחלשים (דועכים).
מה מיוחד במראות הקול, שמאפשרות לתקשר ממרחק רב אפילו אם לוחשים? ה"טריק" של המראות נעוץ בצורתן: כשמדברים אל תוך העיגול במרכז המראה הקעורה, שנקרא נקודת המוקד, גלי הקול המופקים ממיתרי הקול שלנו ושאמורים להתפזר בתבנית כדורית סביבנו פוגעים בדופנות המראה, ומוחזרים בקווים ישרים ומקבילים היישר לעבר המראה השנייה.
במראה השנייה מתרחשת פעולה הפוכה: גלי הקול שפוגעים בדפנות שלה מוחזרים ונפגשים בנקודת המוקד שלה במרכז, כך שכל אדם שמאזין בסמוך לה יוכל לשמוע אפילו לחישות.
מושגים מדעיים
גל קול: "הפרעה" או תנודה קלה שנוצרת ועוברת כגל בתוך תווך מסוים, כלומר בחומר. התנודה דוחפת את פְּרוּדות (מולקולות) האוויר שבדרך, ויוצרת אזורים שבהם הן צפופות יותר ואזורים שבהם הן מרווחות יותר.
חוק ההחזרה: מכונה גם חוק סְנֶל. החוק קובע כי זווית ההחזרה שווה לזווית הפגיעה. חוק זה תקף גם לגבי אור וגם לגבי קול, ואפשר להדגימו בקלות באמצעות זריקה של כדור על משטח.
מראה פָּרָבּוֹלִית: מראה המעוצבת בצורה פרבולית, כקערה. מראה כזו מאפשרת מיקוד של גלי קול או של גלי אור הפוגעים במשטח הקעור שלה לנקודת ריכוז אחת – נקודת מוקד.
סקרנים לדעת עוד?
גלי הקול יכולים לעבור לא רק באוויר, אלא גם בחומר. כך למשל מוזיקה מחדרנו עוברת לשאר חדרי הבית אפילו אם הדלת סגורה. זה קורה מפני שחלק מגלי הקול חוזרים מהקיר אך חלק עוברים דרכו. עם זאת, בעת המעבר בחומר, ובהתאם לתכונות החומר שבו הם עוברים, גלי הקול ייחלשו.
מה לדעתכם יקרה אם הרבה אנשים יעמדו בתווך שבין מראות הקול?
במצב כזה האנשים יחסמו את מעבר גלי הקול והמוצג לא יעבוד כראוי.
הידעתם?
מקור ההשראה למוצג זה מגיע ממראות אקוסטיות שפעלו בבריטניה במהלך מלחמת העולם הראשונה, ושהקדימו את המכ"ם הפועל על גלי רדיו. באותה תקופה הונחו מראות קעורות מסוג זה כאשר הן פונות כלפי מעלה, ומיקרופון מונח בנקודת המוקד. ברגע שמטוס עבר מעל המתקן, גלי הקול שיצר פגעו בקערה והוגברו על ידי המיקרופון. שיטה זו סיפקה התרעה לכוחות ההגנה במלחמה.
על הקערות שבגן המדע מופיע סמליל (לוגו) – הסמל של חברת ג'נרל אלקטריק. לפני הפיכתה למוצג, ה"קערה" הייתה בכלל זרקור! הדבר התאפשר מפני שאופן הפעולה והגיאומטריה של הזרקור דומה לזה של מראות הקול: מקור אור במוקד הקערה יוצר קרני אור שמוחזרות מדופנות הקערה המצופות בחומר מבריק, ויוצרות אלומה של אור.