מבוא

כבר ביוון העתיקה (המאה הרביעית לפני הספירה) ניסו חוקרים להבין כיצד קול ואדוות מים מתפשטים.

הפילוסוף אריסטו וחוקרים נוספים הבינו שקול מתקדם באוויר, ולכן סברו שכל גל חייב להתקדם בתוך חומר. לפי תפיסה זו, גלים הם תופעה מכנית בלבד — כלומר, כדי שגל יתקיים צריך תווך חומרי שיכול להתנדנד, כמו מים, חלקיקי אוויר או מתכת.

במאה ה-17 התעורר ויכוח גדול לגבי טבעו של האור.

המדען כריסטיאן הויגנס טען שהאור הוא גל, ואילו אייזיק ניוטון טען שהאור מורכב מחלקיקים.

אם האור הוא גל — שאלו המדענים — באיזה חומר הוא מתקדם?

כדי להסביר זאת הציעו שקיים חומר שקוף ומסתורי הממלא את כל החלל, ונקרא "אתר".

במאה ה-19 השתנתה התמונה.

הפיזיקאי ג'יימס קלרק מקסוול הראה שאור הוא חלק ממשפחה של גלים אלקטרומגנטיים, וגלים כאלה אינם זקוקים לתווך חומרי — הם יכולים להתפשט גם בריק.

במאה ה-20 גילתה הפיזיקה המודרנית תמונה עמוקה עוד יותר:

גם לחלקיקים כמו אלקטרונים יש תכונות גליות. על כך תלמדו בהמשך בלימודי פיזיקה מודרנית.

אז מהו גל?
גל מתאר התקדמות של הפרעה, ולא תנועה כוללת של החומר עצמו.

בגל מכני — ההפרעה מתקדמת בתוך חומר (תווך).

בגל אלקטרומגנטי — ההפרעה מתקדמת בשדה אלקטרומגנטי, ולכן אינה זקוקה לחומר.

כדי להבין מה באמת מתקדם בגל וכיצד מתארים זאת פיזיקלית — נתחיל מהמקרה הפשוט ביותר: פולס בודד ורק אחר כך נתקדם ללמוד על גלים