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Introducción al Tutorial Ondas
Ondas: Un tutorial interactivo es un conjunto de 33 ejercicios diseñados para enseñar los fundamentos de la dinámica de las ondas. Se inicia con las propiedades más simples y termina con un examen del comportamiento no lineal de las ondas. El énfasis aquí está en las propiedades de las ondas que son difíciles de ilustrar en una figura libro de texto estático. Las simulaciones no son un sustituto para el trabajo de laboratorio. Sin embargo que permiten la visualización de los procesos que normalmente no se pueden ver (por ejemplo campos eléctricos y magnéticos). Permiten la visualización del proceso que son demasiado rápido (por ejemplo, olas) para seguir en tiempo real o demasiado pequeño para ver (por ejemplo la termodinámica en la escala molecular). Ellos permiten la manipulación de los procesos que podrían ser peligrosas (colisiones) o difícil de experimentar con (olas). También permiten una fácil repetición. Por todas estas razones, las simulaciones son una excelente manera de introducir a los estudiantes a los complejos fenómenos de ondas.
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Last Modified August 3, 2016
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Onda sinusoidal
Esta simulación muestra una ola perfecta, suave en el océano, lo suficientemente lejos de la costa por lo que no ha empezado a romperse (complicaciones involucradas en la descripción de las ondas reales serán discutidas más adelante en este tutorial).
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Last Modified May 28, 2018
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Velocidad de una onda
Hay tres velocidades diferentes implicadas con la descripción de una onda, una de las cuales se introduce en esta simulación.
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Last Modified May 28, 2018
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Las ondas transversales
Las ondas transversales son el tipo de onda que por lo general se piensa cuando imaginamos una onda. El movimiento del material que constituye la onda es de arriba abajo de modo que a medida que la onda se mueve hacia adelante el material se mueve perpendicular (o transversal) a la dirección a la que se mueve la onda
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Last Modified May 28, 2018
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Movimiento armónico simple
Esta simulación del movimiento armónico muestra el movimiento de una masa en un resorte y su gráfico en base al tiempo.
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Last Modified May 28, 2018
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Movimiento armónico simple y resonancia
Esta simulación del movimiento armónico simple y la resonancia muestra un oscilador armónico amortiguado accionado. El usuario puede seleccionar diferentes valores para el amortiguado.
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Last Modified May 28, 2018
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Ondas longitudinales
Esta simulación muestra las ondas donde el movimiento del material es de ida y vuelta y en la misma dirección que la onda se mueve. Las ondas de sonido (en el aire y en los sólidos) son ejemplos de ondas longitudinales.
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Last Modified May 28, 2018
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Ondas de agua
Las ondas de agua, al igual que muchas ondas físicas reales, son combinaciones de tres tipos de movimiento de las ondas: transversal, longitudinal y torsional.
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Last Modified May 28, 2018
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Ondas bidimensionales
La simulación de Waves bidimensional muestra una onda plana en dos dimensiones de movimiento en el plano x-y, en la dirección x, y visto desde arriba. En estas simulaciones la amplitud (en la dirección z, hacia usted) se representa en escala de grises.
Last Modified May 29, 2018
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Adición de ondas lineales (superposición)
Ondas lineales tienen la propiedad, llamada superposición, que sus amplitudes se suman linealmente si llegan al mismo punto en el mismo tiempo. Esta simulación muestra la suma de dos funciones de onda u (x, t) = f (x, t) + g (x, t).
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Last Modified May 29, 2018
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Interferencia
La simulación de interferencia muestra una vista superior de una fuente de hacer olas en la superficie de un tanque de agua (imaginar aprovechar la superficie de un estanque con el extremo de un palo a intervalos regulares). Los círculos blancos que vienen desde el punto representa las crestas de las olas con las depresiones en el medio. Dos fuentes se pueden ver al mismo tiempo y la separación entre ellos y la longitud de onda de los dos se pueden ajustar.
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Last Modified May 29, 2018
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Velocidad de grupo
La simulación de velocidad de grupo muestra cómo varias ondas se suman para formar una forma de onda única (llamado el sobre) y cómo podemos cuantificar la velocidad con dos números, la velocidad de grupo de la onda combinada y la velocidad de fase.
Last Modified May 29, 2018
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Otras funciones de onda
La otra onda funciones de simulación explora cómo cualquier función de x y t que tiene estas variables en la forma x - v t será una onda en movimiento con una velocidad v.
Last Modified May 29, 2018
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Análisis de Fourier y Síntesis
Análisis de Fourier es el proceso de matemáticamente romper una onda compleja en una suma de de senos y cosenos. la síntesis de Fourier es el proceso de construcción de una forma de onda particular, mediante la adición de senos y cosenos. El análisis de Fourier y la síntesis se puede hacer para cualquier tipo de onda, y no sólo las ondas de sonido se muestra en esta simulación.
Last Modified May 29, 2018
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Espejos
La exploración de simulación Espejos de reflexión especular plano de aquí para allá, cóncavas, convexas y las superficies.
Last Modified May 29, 2018
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Las colisiones con los límites
Las colisiones con los límites de simulación muestra cómo la fase de la onda puede ser diferente después de la reflexión, en función de la superficie de la que reflejan.
Last Modified May 29, 2018
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Ondas estacionarias
Esta simulación muestra cómo se forma una onda estacionaria a partir de dos ondas idénticas que se mueven en direcciones opuestas. Para las ondas estacionarias en una cadena los extremos son fijos y no son nodos en los extremos de la cadena. Esto limita las longitudes de onda que son posibles que a su vez determina las frecuencias.
Last Modified May 29, 2018
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Refracción
Esta simulación muestra cómo una ola que cambia la velocidad a medida que cruza el límite entre dos materiales también cambiar de dirección si cruza la frontera en un ángulo que no sea perpendicular.
Last Modified May 30, 2018
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Lentes
Esta simulación muestra cómo los rayos de luz se empeñan usando la aproximación de lente delgada que asume el espesor de la lente es pequeño en comparación con la curvatura del vidrio.
Last Modified May 30, 2018
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Diferencia de caminos e interferencia
Esta simulación muestra dos ondas idénticas que comienzan en diferentes lugares. Una tercera gráfico muestra la suma de estas dos ondas.
Last Modified May 30, 2018
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Impedancia
Esta simulación representa una cadena como una fila de masas individuales conectados por resortes invisibles. Waves se reflejan en el medio de esta cadena porque la masa de la cadena es diferente a la izquierda en comparación con la derecha.
Last Modified May 30, 2018
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Dispersión de la Luz
Esta simulación muestra la luz visible que pasa a través de un prisma. Puede elegir el color y ver lo que el índice es de esa longitud de onda.
Last Modified May 30, 2018
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La dispersión de componentes de Fourier
Esta simulación se inicia con los cuatro primeros componentes de la serie de Fourier para una onda cuadrada viajar sin dispersión. Cambiar la frecuencia angular de un componente hace que la función de onda inicial para distorsionar debido a la dispersión.
Last Modified May 30, 2018
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Difracción
Esta simulación muestra lo que ocurre a una fuente de luz de onda plana (por debajo de la simulación, no mostrado) a medida que pasa a través de una abertura. La longitud de onda de las olas y el tamaño de la abertura se puede ajustar.
Last Modified May 30, 2018
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Efecto Doppler
Este modelos de simulación en el efecto Doppler para el sonido; el círculo negro es la fuente y el círculo rojo es el receptor. Si el origen o el receptor de una onda están en movimiento la longitud de onda aparente y la frecuencia del cambio de onda recibida. Esto es aparente cambio en la frecuencia de una fuente o un observador que se mueve se llama el Efecto Doppler. La velocidad de la onda no se ve afectada por el movimiento de la fuente o receptor y tampoco lo es la amplitud.
Last Modified June 5, 2018
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Las ondas electromagnéticas de una comisión de aceleración
Esta simulación muestra una carga positiva aceleración y el campo eléctrico alrededor de ella en dos dimensiones. Debido a que la carga es acelerada habrá una perturbación en el campo. La energía transportada por la perturbación proviene de la energía de entrada necesaria para acelerar la carga.
Last Modified May 30, 2018
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Antena
Esta simulación muestra el efecto de una onda que viaja en la dirección x en una segunda carga dentro de una antena de recepción. Sólo se muestra la componente y del cambio en el campo eléctrico (por lo que una frecuencia de oscilación de cero aparecerá nada, porque sólo hay un campo eléctrico constante).
Last Modified June 1, 2018
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Las ondas planas electromagnéticas
Esta simulación muestra una onda electromagnética plana que viaja en la dirección y. Ambos campos eléctricos y magnéticos se muestran en la representación 3D.
Last Modified June 1, 2018
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Polarización
Esta simulación muestra el componente del campo eléctrico [s] para una onda que viaja en línea recta hacia el observador en la dirección + y. Una onda polarizada se definió anteriormente a ser una onda electromagnética que tiene su campo eléctrico confinado al cambio en una sola dirección. En esta simulación que investigar más a ondas polarizadas.
Last Modified June 1, 2018
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Ecuación de Onda
En esta simulación nos fijamos en la dinámica de las olas; las situaciones físicas y las leyes dan lugar a olas. Comenzamos con una cadena que tiene una onda estacionaria en él y mira las fuerzas que actúan sobre cada extremo de un pequeño segmento de la cadena debido a las secciones vecinas. Para fines de visualización de la cadena se muestra como una serie de masas, pero el sistema físico es una cadena continua. Aunque la derivación es para una cadena, resultados similares se producen en muchos otros sistemas. Los extremos de la sección de cuerda que nos interesan son marcados con puntos rojos en la simulación. La tensión que actúa sobre cada extremo se muestra con un vector (en rojo) y sus componentes (verde y azul).
Last Modified June 1, 2018
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Cadena oscilador
En esta simulación examinamos las ondas que se producen en las cadenas de masas con masa M acoplados entre sí con el elástico, las fuerzas de la ley de Hooke (F = - x donde es la constante del resorte yx es la cantidad de los tramos de resorte?). Las masas están limitados sólo a moverse hacia arriba y hacia abajo para que el estiramiento depende sólo de la diferencia en los lugares de Y de las masas.
Last Modified June 1, 2018
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Las ondas no lineales
Esta simulación muestra lo que sucede si las fuerzas que no sean acto tensión en una cuerda. Algunas fuerzas adicionales causan la dispersión que vimos en las simulaciones 22 y 23, pero la fricción, la disipación y la no linealidad puede causar otros comportamientos como veremos aquí.
Last Modified June 1, 2018
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Solitones
Esta simulación explora una solución especial de la ecuación de onda no lineal, donde los efectos de la dispersión y disipación (que tienden a hacer un pulso de onda hacia fuera) se compensan exactamente por una fuerza no lineal (que, como hemos visto, tiende a causar empinamiento de una onda). En este caso puede haber una forma de pulso de onda especial que puede viajar y mantener su forma llamada un solitón.
Last Modified June 1, 2018
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