written by
Kyle Forinash and Wolfgang Christian
translator: Gabriel Spahn
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Available Languages: English, Spanish
Waves: An Interactive Tutorial es un conjunto de 33 ejercicios diseñados para enseñar fundamentos de la dinámica de ondas. Comienza con propiedades ondulatorias muy simples y finaliza 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 con una figura estática de libros de texto. Las simulaciones no sustituyen el trabajo de laboratorio. Sin embargo que permiten la visualización de procesos que normalmente no pueden ver (por ejemplo, los campos eléctricos y magnéticos). Permiten visualización de procesos que son demasiado rápidos (por ejemplo, ondas) para seguir en tiempo real o demasiado pequeños para visualizar (por ejemplo, la termodinámica en la escala molecular). Permiten la manipulación de procesos que podrían ser peligrosos (colisiones) o difíciles de experimentar (ondas). Asimismo permiten que la repetición sea fácil. Por todas estas razones, las simulaciones son una excelente manera introducir a los estudiantes a la complejidad de fenómenos ondulatorios.
This Waves Tutorial is also available in English as an OSP item, as an online AAPT/ComPADRE book and in Apple iTunes.
The JavaScript simulations in this tutorial were developed using the Easy Java/JavaScript Simulations (EjsS) version 5 authoring tool. Although EjsS is a Java program, it can create stand alone JavaScript programs that run in almost any PC or tablet.
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The JavaScript simulations in this tutorial were developed using the Easy Java/JavaScript Simulations (EjsS) version 5 authoring tool. Although EjsS is a Java program, it can create stand alone JavaScript programs that run in almost any PC or tablet.
33 ready-to-run examples are available
33 supplemental documents are available
Introducción al Tutorial OndasOndas: 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 …
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Last Modified: August 3, 2016
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Onda sinusoidalEsta 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 ondaHay 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 transversalesLas 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 …
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Last Modified: May 28, 2018
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Movimiento armónico simpleEsta 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 resonanciaEsta 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 longitudinalesEsta 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 aguaLas 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 bidimensionalesLa 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.
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Last Modified: May 29, 2018
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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InterferenciaLa 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 …
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Last Modified: May 29, 2018
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Velocidad de grupoLa 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.
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Last Modified: May 29, 2018
Otras funciones de ondaLa 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.
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Last Modified: May 29, 2018
Análisis de Fourier y SíntesisAnálisis 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 …
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Last Modified: May 29, 2018
EspejosLa exploración de simulación Espejos de reflexión especular plano de aquí para allá, cóncavas, convexas y las superficies.
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Last Modified: May 29, 2018
Las colisiones con los límitesLas 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.
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Last Modified: May 29, 2018
Ondas estacionariasEsta 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 …
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Last Modified: May 29, 2018
RefracciónEsta 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.
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Last Modified: May 30, 2018
LentesEsta 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.
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Last Modified: May 30, 2018
Diferencia de caminos e interferenciaEsta simulación muestra dos ondas idénticas que comienzan en diferentes lugares. Una tercera gráfico muestra la suma de estas dos ondas.
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Last Modified: May 30, 2018
ImpedanciaEsta 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.
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Last Modified: May 30, 2018
Dispersión de la LuzEsta 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.
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Last Modified: May 30, 2018
La dispersión de componentes de FourierEsta 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.
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Last Modified: May 30, 2018
DifracciónEsta 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.
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Last Modified: May 30, 2018
Efecto DopplerEste 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 …
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Last Modified: June 5, 2018
Las ondas electromagnéticas de una comisión de aceleraciónEsta 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.
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Last Modified: May 30, 2018
AntenaEsta 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 …
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Last Modified: June 1, 2018
Las ondas planas electromagnéticasEsta simulación muestra una onda electromagnética plana que viaja en la dirección y. Ambos campos eléctricos y magnéticos se muestran en la representación 3D.
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Last Modified: June 1, 2018
PolarizaciónEsta 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 …
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Last Modified: June 1, 2018
Ecuación de OndaEn 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 …
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Last Modified: June 1, 2018
Cadena osciladorEn 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 …
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Last Modified: June 1, 2018
Las ondas no linealesEsta 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.
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Last Modified: June 1, 2018
SolitonesEsta 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 …
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Last Modified: June 1, 2018
| Subjects | Levels | Resource Types |
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Education Practices
- Active Learning
Optics
= Modeling
- Geometrical Optics
- Polarization
Oscillations & Waves
- General
- Wave Motion
= Doppler Effect
= Impedance and Dispersion
= Interference and Diffraction
= Longitudinal Pulses and Waves
= Phase and Group Velocity
= Reflection and Refraction (Sound)
= Standing Waves
= Transverse Pulses and Waves
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- Instructional Material
= Interactive Simulation
= Tutorial
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