Sine Wave נגד Square Wave
גלים הם תופעה חשובה מאוד שנידונים בפיזיקה. גלי סינוס וגלים מרובעים הם שני סוגי גלים שחשובים מאוד במספר תחומים. גלי סינוס חשובים בתחומים כמו אלקטרומגנטיקה, גלים ורעידות, אפנון אותות ועוד כמה שדות. הגל הריבועי חשוב מאוד במחשבים ובמכשירים דיגיטליים אחרים, ייצוג נתונים, תקשורת נתונים ותחומים רבים אחרים. במאמר זה, אנו הולכים לדון במה הם גלי סינוס וגלי ריבוע, כיצד הם נוצרים, ההגדרות של גלי סינוס וגלי ריבוע, קווי הדמיון ביניהם ולבסוף ההבדל בין גלי סינוס וגלי ריבוע.
גלי סינוס
כדי להבין את מושג גל הסינוס, יש להבין תחילה את מושג הגל המכני. גל מכני נגרם מכל מערבולות במדיום. דוגמאות פשוטות לגלים מכניים הם קול, רעידות אדמה, גלי אוקיינוס.
גל הוא שיטה להפצת אנרגיה. האנרגיה שנוצרת במערבולת מופצת על ידי הגלים. גל סינוסאי, הידוע בפשטות כגל סינוס, הוא גל המתנודד לפי המשוואה y=A sin (ωt – kx). המשמעות היא שתמונת מצב של החלקיקים המושפעים מהגל בזמן נתון תציג את התנהגות הפונקציה "סינוס".
כשהגל מתפשט בחלל, גם האנרגיה שהוא נושא מתפשטת. אנרגיה זו גורמת לתנודה של החלקיקים בדרך. זה יכול להתפרש גם להיפך שכן, האנרגיה מתפשטת באמצעות תנודה של חלקיקים. ישנם שני סוגים של גלים פרוגרסיביים. כלומר, גלים אורכיים וגלים רוחביים.
בגל אורכי, התנודות של חלקיקים מקבילות לכיוון ההתפשטות. זה לא אומר שהחלקיקים נעים עם הגל. החלקיקים נעים רק סביב נקודת שיווי משקל קבועה במרחב. בגלים רוחביים, תנודת החלקיקים מתרחשת בניצב לכיוון ההתפשטות. גלי קול מורכבים מגלים אורכיים בלבד, גלים על מיתר הם רוחביים. גלי האוקיינוס הם שילוב של גלים רוחביים וגלים אורכיים.
Square Waves
גלים מרובעים חשובים מאוד במחשבים ובמכשירים דיגיטליים אחרים. גל מרובע יכול להיחשב כפונקציה לוגית. מכיוון שלגל הריבוע יש רק שני מצבים, הוא אידיאלי לפונקציה דיגיטלית. עם זאת, קשה מאוד או בלתי אפשרי ליצור גל מרובע ישירות. סדרה של גלי סינוס חופפים ליצירת גל ריבועי. זה ידוע בשם טרנספורמציה פורייה. עם זאת, אי אפשר ליצור גל ריבועי מושלם מכיוון שהוא דורש כמות אינסופית של גלי סינוס.
מה ההבדל בין גלי סינוס לריבוע?
• גלי סינוס נוצרים בטבע וניתן לשחזר אותם בקלות באופן ידני. גלים מרובעים אינם מיוצרים באופן טבעי, וזה מצריך חפיפה של קבוצה של גלי סינוס.
• אפשר לעשות גל סינוס מושלם, אבל אי אפשר ליצור גל ריבועי מושלם.
