PhysicsWaves for iOS

Sự miêu tả

Ứng dụng Waves bao gồm một bộ sưu tập năm mô phỏng khác nhau đối phó với sóng di chuyển, sóng dừng và nhịp đập. Có hai mô phỏng sóng truyền đi khác nhau, một cho sóng ngang và một cho sóng dọc. Ngoài ra còn có hai mô phỏng cho sóng dừng, một cho sóng ngang và một cho sóng dọc.

Mô phỏng 1 - Sóng du hành ngang. Hai sóng truyền độc lập được hiển thị. Bạn có thể điều chỉnh biên độ và tần số của từng sóng riêng lẻ. Điều này mô phỏng chuyển động của sóng truyền dọc theo dây, vì vậy bạn cũng có thể khảo sát cách điều chỉnh lực căng tác dụng lên dây và/hoặc trọng lượng của dây (thông qua khối lượng trên một đơn vị chiều dài) ảnh hưởng đến sóng trên dây đó như thế nào.

Mô phỏng 2 - Sóng đứng ngang. Đây là một mô hình của sóng dừng trên một sợi dây được cố định (nói cách khác, được giữ cố định) ở cả hai đầu. Ví dụ về một dây như vậy sẽ là dây đàn guitar hoặc dây đàn piano. Sử dụng các nút, bạn có thể chọn giữa hiển thị sóng dừng cơ bản (tần số thấp nhất) hoặc hiển thị sóng hài thứ hai, thứ ba, thứ tư hoặc thứ năm của sóng hài cơ bản. Tần số của sóng hài là bội số nguyên của tần số cơ bản. Lưu ý rằng sóng dừng là sự chồng chất (tổng) của hai sóng truyền giống hệt nhau, một sóng di chuyển sang phải và một sóng di chuyển sang trái. Vì sợi dây được cố định ở hai đầu nên sóng dừng phải có nút (điểm không chuyển động) ở hai đầu.

Mô phỏng 3 - Nhịp đập. Hiện tượng nhịp là một ví dụ khác của sự chồng chất. Trong trường hợp này, hai sóng có tần số hơi khác nhau, vì vậy chúng dần dần chuyển từ hoàn toàn cùng pha với nhau (trong đó sóng tạo thành có biên độ lớn) sang hoàn toàn lệch pha với nhau (trong đó sóng tạo ra có biên độ nhỏ) lại cùng pha. Sự tăng và giảm âm lượng của sóng được chúng ta gọi là nhịp - tần số nhịp bằng sự chênh lệch tần số giữa hai sóng riêng lẻ.

Mô phỏng 4 - Sóng truyền dọc. Đây là một mô phỏng cách sóng âm thanh truyền trong không khí. Phần trên cùng của màn hình hiển thị biểu diễn ngang của sóng truyền, với biểu diễn dọc bên dưới. Sóng dọc được thể hiện đi qua một đường ống, nhưng đường ống là không cần thiết. Chuyển động của các chấm biểu thị chuyển động trung bình của tất cả các phân tử không khí ở xung quanh các chấm. Lưu ý rằng không có dòng chảy thuần của các phân tử không khí theo bất kỳ hướng nào - trung bình các phân tử dao động về một vị trí cân bằng để truyền năng lượng của sóng trong không khí.

Mô phỏng 5 - Sóng đứng dọc. Mô phỏng này cho thấy một số sóng dừng khác nhau có thể xảy ra trong một đường ống - đây là mô hình về những gì xảy ra trong các nhạc cụ hơi như ống đàn organ, sáo, v.v. Cũng như mô phỏng 4, phần trên cùng của màn hình hiển thị biểu diễn ngang của sóng dừng, với biểu diễn theo chiều dọc được hiển thị bên dưới. Đầu bên trái của đường ống luôn mở trong mô phỏng này và bạn có thể chọn giữa việc để đầu bên phải mở hoặc đóng nó. Ở một đầu mở, các phân tử không khí chuyển động tự do và sóng dừng có một nút phản (một điểm dịch chuyển cực đại so với trạng thái cân bằng) đối với sự dịch chuyển của phân tử. Ở một đầu đóng, các phân tử không chuyển động tự do, do đó sóng dừng có một nút cho sự dịch chuyển của phân tử (nghĩa là các phân tử không chuyển động ở đó). Điều này dẫn đến các điều kiện cộng hưởng khác nhau cho đường ống, do đó tần số tạo ra sóng dừng trong đường ống hở khác với tần số tạo ra sóng dừng khi đường ống có đầu đóng.