פרנץ מלדה

פרנץ אמיל מֶלדֶה (11 מרץ 1832 - 17 מרץ 1901) היה פיזיקאי גרמני בן המאה ה-19, אשר התפרסם במחקריו בתחום גלים מכניים ותנאי היווצרותם של גלים עומדים. בנוסף, הוא עסק במכניקת נוזלים, במטאורולוגיה ובאקוסטיקה. הוא טבע את המונח "גל עומד".

מלדה היה פרופסור באוניברסיטת מרבורג, והחליף שם את כריסטיאן לודוויג גרלינג החל משנת 1864. בתקופה זו האוניברסיטה זכתה לפריחה והצלחה עקב השתייכותה לפרוסיה החזקה. לאחר מכן נבחר מלדה כחבר בלאופולדינה, האקדמיה הגרמנית הלאומית.

ניסוי מלדה, הקרוי על-שמו, מדגים את היווצרותם של גלים עומדים במיתר. בניסוי זה, אשר הוכיח כי גלים מכניים עוברים התאבכות, נבחנת תבנית הגל העומד, נמדדת מהירותו של גל הרוחב הנוצר בו, ונקבעת השפעת המתיחות על מהירות התפשטות ההפרעה הרוחבית לאורך המיתר. מלדה זכה במדליית כסף ביריד העולמי של 1893 בגין ניסוי זה.

 ניסוי מלדה 
בניסוי המפורסם ביותר שלו, פרנץ מלדה מתח מיתר בין גלגלת אליה מחוברת משקולת מצד אחד לבין קמרטון (קולן, מתנד אקוסטי- לאחר מכן הוחלף במתנד חשמלי), אשר רטט ויצר גלים במיתר. המשקולת נועדה לוודא שהמיתר מתוח.

כאשר הגל אשר חוזר מהגלגלת פוגש בגל נוסף אשר מגיע מהמתנד, מתרחשת התאבכות גלים. בנקודת המפגש בין שני גלים, אמפליטודת הגל שווה לסכום האמפליטודות של הגלים שנפגשו, וכך יכולה להיווצר נקודה אחת (או יותר) שבה האמפליטודה אפסית. כיוון שתדירות הגלים קבועה, האמפליטודות של הגלים הנפגשים בנקודות מסוימות תמיד זהות, כך שבנקודות צומת (nodes) מסוימות לאורך החוט, אמפליטודת הגל תמיד 0; ובנקודות אחרות, הנקראות "נקודות טבור" (antinode), האמפליטודה תהיה תמיד המרבית, לאורך החוט.

מהירותו של גל העובר בתווך מסוים נשארת תמיד קבועה (והיא תלויה רק בסוג התווך; לעניין זה, המתיחות בחוט היא אחת מהתכונות של התווך שקובעות את המהירות). מהירותו של הגל שווה לאורך-הגל (בכיוון האורך של התווך, אין לבלבל זאת עם אורך הגל בזמן) כפול תדירותו, ולכן תדירות הגל (בזמן) עומדת ביחס הפוך לאורכו (לאורך התווך) - ככל שתדירות הגל גבוהה יותר אורכו קצר יותר, ולהפך. לכן, כאשר מגבירים את תדירות היווצרות הגלים בחוט מסוים, אורכם של הגלים קטן, ומופיעים עוד ועוד צמתים בהם האמפליטודה שווה לאפס.
ממוזער|הדגמה של המערכת בה השתמש מלדה בניסוי: מתנד המחובר למיתר ומשקולת יוצר גלים עומדים במיתר

מקורות
 לינדמן, מרדכי וליפשיץ, ישראל, פיזיקה, חוג שני, חלק ד', אחיאסף, תשל"א.

קישורים חיצוניים

קטגוריה:פיזיקאים גרמנים
קטגוריה:סגל אוניברסיטת מרבורג
קטגוריה:גרמנים שנולדו ב-1832
קטגוריה:גרמנים שנפטרו ב-1901