גלים הם התפשטות של הפרעה במדיום המעביר אנרגיה ממיקום אחד למשנהו. ישנם סוגים רבים ושונים של גלים, כולל גלי קול, גלי שטח, גלים סייסמיים וגלים אלקטרומגנטיים ואור.
ישנן שתי דרכים עיקריות בהן המדיום מתנודד ביחס לכיוון התפשטות הגלים: רוחבי ואורך. להלן דוגמאות לשני סוגי הגלים והפיזיקה שמאחוריהם.
גלים רוחביים
תנועת גל רוחבית מתרחשת כאשר נקודות במדיום תנודה בזווית ישרה לכיוון נסיעת הגל. אם גל נע משמאל לימין, חלקיקי המדיום ירטטו מעלה ומטה במקומם.
דוגמאות לגלים רוחביים כוללים גלים על חוט, או הגל שנוצר על ידי קהל אצטדיונים בכדור משחק (שבו הגל נע סביב האיצטדיון ואילו האנשים האינדיבידואליים פשוט עולים למעלה ולמטה שלהם מקומות ישיבה).
גלים אלקטרומגנטיים, או גלי אור, הם רוחבי. כאשר הם מתפשטים, שדות חשמליים ומגנטיים מתנדנדים בניצב לכיוון התנועה. גלים אלקטרומגנטיים, שלא כמו גלים מכניים הדורשים מדיום, יכולים להתפשט בחלל החלל. כך כדור הארץ יכול לקבל אור שמש ואור כוכבים ממיליארדי שנות אור.
דוגמה נוספת לגל רוחבי היא קרום התוף כאשר מכה אותו; הממברנה נעה מעלה ומטה כאשר גלים נעים על פני השטח שלה. כאשר הממברנה רוטטת כך, היא יוצרת גלי קול המתפשטים באוויר, שהם אורכיים ולא רוחביים.
גלים אורכיים
גלים אורכיים, נקראים גם גלי לחץ וגלים דחוסים, מתנדנדים במקביל לכיוון תנועת הגל. אם גל נע משמאל לימין, תזוזת המדיום נותרת גם מימין אך נעה במקומה על ידי דחיסה ומתיחה.
כאשר צליל עובר במדיום, כגון אוויר, הוא גורם לדחיסות (אזורים בעלי צפיפות מוגברת) וריפציות (אזורים בעלי ירידת צפיפות) באוויר תוך כדי תנועה. סוגים שונים של צלילים יהיו בעלי דפוסים שונים של לחיצות וריגושים.
דוגמאות לגלים אורכיים כוללים גלי קול, או את הגלים שתוכלו ליצור על ידי מתיחת סלינק לאורך הרצפה ודחיפה או משיכה לאורכו. אתה יכול גם לראות את הגלים האלה במים ובנוזלים אחרים או בכדור הארץ - אך לדוגמאות אלה יכולים להיות גם גלים רוחביים.
גלי מים ורעידות אדמה
מים ואדמה הם מדיומים שחווים שניהם רוחבי ו גלים אורכיים. ברעידות אדמה יש שני סוגי גלים, ואילו בגלי מים יש שילוב מיוחד של רוחבי ואורכי הנקראים גלי שטח.
בסייסמולוגיה, חקר רעידות אדמה, ישנם שני סוגים עיקריים של גלים: גלי p וגלים s. גלי P, או גלים ראשוניים, הם אורכיים, כאשר כדור הארץ נדחס ונמתח לכיוון התפשטות הגלים.
גלי S, או גלים משניים, הם רוחביים, כאשר כדור הארץ נע מעלה ומטה תוך כדי גל. הגלים הראשוניים הם מהירים יותר מאשר הגלים המשניים ולכן הם לעיתים קרובות הראשונים שהתגלו ברעידת אדמה.
במים ובנוזלים אחרים הגלים מסובכים יותר. חלקיקי מים על פני השטח ינועו מעלה ומטה ככל שיעבור גל - תנועה רוחבית - אך הם יחווה דחיסה גם בראש הגל ונדירות בחלק התחתון - אורכית תְנוּעָה. למעשה, אם אתה עוקב אחר חלקיק מים בודד על פני השטח כשגלים מתפתלים על פניו, אתה באמת תראה אותו נע במעגל! אלה נקראים גלי שטח.
הרחק מהשטח, כל הגלים בנוזל הם אורכיים מכיוון שנוזלים בתפזורת אינם מדיומים נוקשים מספיק כדי להעביר אנרגיה רוחבית. מוצקים בתפזורת, לעומת זאת, יכולים לקיים גלים רוחביים.