חלל תהודה

חלל תהודה הוא חלל סגור (או כמעט סגור) שאפשרי בו קיום של גלים עומדים מסוימים, כגון גלי קול או גלים אלקטרומגנטיים. חלל התהודה מגביל את אורכי הגל האפשריים לערכים מסוימים שתלויים בצורה הגאומטרית של חלל התהודה.

דוגמאות

1. תיבת התהודה של גיטרה היא חלל כמעט סגור (כדי לאפשר לצליל לצאת החוצה) המקיים גלי קול בתוכו.
2. תנור מיקרוגל הוא חלל תהודה של גלי מיקרו, שהם גלים אלקטרומגנטיים.

הגבלה של אורך הגל

חלל התהודה הפשוט ביותר שניתן לשקול הוא מיתר אלסטי, שהוא מעין אידאליזציה נטולת חיכוך של מיתר של כלי נגינה כגון גיטרה. נניח כי המיתר נמתח מהנקודה $\ x=0\$ לנקודה $\ x=L\$. בנקודות הקצה המיתר קשור ולכן שם לא תיתכן תנודה. אם הגל העומד הוא מהצורה $\ \sin \omega t\sin kx\$, מתחייב שהפונקציה הזו תתאפס בשני הקצוות. הדרישה המתמטית היא $\ \sin kL=0\$, וזה מגביל את ה-k האפשריים לערכים $\ k_{n}=n\pi /L\$, ולכן לאורכי גל מסוימים $\ \lambda _{n}=2L/n\$.

מאחר שהתדר $\omega$ קשור למספר הגל $\ k$ דרך מהירות הגלים $\ \omega =kv\$, הרי שגם רק תדרים מסוימים אפשריים.

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום למכלול ולהרחיב אותו.