PhysicsWaves for iOS

Lýsing

Waves appið samanstendur af safni fimm mismunandi uppgerða sem fjalla um ferðaöldur, standbylgjur og slög. Það eru tvær mismunandi ferðabylgjur, ein fyrir þverbylgjur og önnur fyrir lengdarbylgjur. Einnig eru tvær eftirlíkingar fyrir standbylgjur, ein fyrir þverbylgjur og ein fyrir lengdarbylgjur.

Hermun 1 - Þverar ferðabylgjur. Tvær sjálfstæðar ferðabylgjur eru sýndar. Þú getur stillt amplitude og tíðni hverrar bylgju fyrir sig. Þetta líkir eftir hreyfingu bylgna sem ferðast meðfram strengjum, svo þú getur líka rannsakað hvernig aðlögun spennunnar sem beitt er á streng og/eða þyngd strengsins (með massa á lengdareiningu) hefur áhrif á bylgjuna á þeim streng.

Simulation 2 - Þverskips standbylgjur. Þetta er líkan af standandi bylgjum á streng sem er fastur (með öðrum orðum haldið á sínum stað) í báðum endum. Dæmi um slíkan streng væri gítarstrengur eða píanóstrengur. Með því að nota hnappana geturðu valið á milli þess að sýna grunnbylgjuna (lægstu tíðni) standbylgjuna eða að sýna aðra, þriðju, fjórðu eða fimmtu harmoniku grunnbylgjunnar. Tíðni harmonikkanna eru heiltölu margfeldi af tíðni grunnsins. Athugið að standbylgjan er samsetning (summa) tveggja eins ferðabylgna, önnur hreyfist til hægri og önnur til vinstri. Vegna þess að strengurinn er fastur í báðum endum, verða standbylgjur að hafa hnúta (punkta með núllhreyfingu) á endunum.

Simulation 3 - Slög. Fyrirbærið slög er annað dæmi um yfirsetningu. Í þessu tilviki hafa þessar tvær bylgjur örlítið mismunandi tíðni, þannig að þær fara smám saman frá því að vera algjörlega í fasi hver við aðra (þar sem bylgjan sem myndast hefur mikla amplitude) yfir í að vera algjörlega úr fasa hver við aðra (þar sem bylgjan sem myndast hefur a lítill amplitude) til að vera aftur í fasa. Hækkun og lækkun á styrkleika bylgjunnar er það sem við nefnum slög - slögstíðnin er jöfn tíðnimuninum á milli tveggja einstakra bylgja.

Eftirlíking 4 - Lengd ferðabylgja. Þetta er eftirlíking af því hvernig hljóðbylgjur dreifast í gegnum loft. Efsti hluti skjásins sýnir þversnið af ferðabylgjunni, með lengdarmyndina fyrir neðan það. Lengdarbylgjan er sýnd í gegnum pípu, en pípan er ekki nauðsynleg. Hreyfing punktanna táknar meðalhreyfingu allra loftsameinda sem eru í nágrenni punktanna. Athugaðu að það er ekkert nettóflæði loftsameinda í neina átt - sameindirnar sveiflast að meðaltali um jafnvægisstöðu til að flytja orku bylgjunnar í gegnum loftið.

Hermun 5 - Lengdar standbylgjur. Þessi uppgerð sýnir nokkrar af hinum ýmsu standbylgjum sem geta orðið í pípu - þetta er líkan af því sem gerist í blásturshljóðfærum eins og orgelpípum, flautum osfrv. Eins og með uppgerð 4 sýnir efst á skjánum þversnið af standbylgjuna, með lengdarmynd sýnd fyrir neðan það. Vinstri endinn á pípunni er alltaf opinn í þessari uppgerð og hægt er að velja á milli þess að hafa hægri endann opinn eða loka honum. Í opnum enda eru loftsameindirnar frjálsar til að hreyfa sig og standbylgjan er með andhnút (punktur með hámarksfærslu frá jafnvægi) fyrir tilfærslu sameinda. Í lokuðum enda eru sameindirnar ekki frjálsar til að hreyfast, þannig að standbylgjan hefur hnút fyrir tilfærslu sameinda (það er að sameindirnar hreyfast ekki þangað). Þetta leiðir til mismunandi ómunarskilyrða fyrir rörið, þannig að tíðnirnar sem framleiða standandi bylgjur í opnu röri eru frábrugðnar tíðnunum sem gefa standandi bylgjur þegar rörið er með lokaðan enda.