PhysicsWaves for iOS

描述

Waves 应用程序包含处理行波、驻波和节拍的五种不同模拟的集合。有两种不同的行波模拟，一种用于横波，另一种用于纵波。驻波也有两种模拟，一种用于横波，一种用于纵波。

模拟 1 - 横向行波。显示了两个独立的行波。您可以单独调整每个波的幅度和频率。这模拟了沿弦传播的波的运动，因此您还可以研究调整施加在弦上的张力和/或弦的重量（通过单位长度的质量）如何影响弦上的波浪。

模拟 2 - 横向驻波。这是在两端固定（换句话说，固定在适当位置）的弦上的驻波模型。这种弦的一个例子是吉他弦或钢琴弦。使用按钮，您可以选择显示基波（最低频率）驻波，或显示基波的二次、三次、四次或五次谐波。谐波的频率是基波频率的整数倍。请注意，驻波是两个相同行波的叠加（和），一个向右移动，一个向左移动。因为弦的两端是固定的，所以驻波的两端必须有节点（零运动点）。

模拟 3 - 节拍。节拍现象是叠加的另一个例子。在这种情况下，两个波的频率略有不同，因此它们逐渐从彼此完全同相（产生的波具有较大的振幅）到彼此完全异相（产生的波具有较大的振幅）。小幅度）再次回到相位。波响度的上升和下降就是我们所说的节拍——节拍频率等于两个单独波之间的频率差。

模拟 4 - 纵向行波。这是声波如何在空气中传播的模拟。屏幕的顶部显示行波的横向表示，其下方是纵向表示。纵波显示通过管道，但管道不是必需的。点的运动表示在点附近的所有空气分子的平均运动。请注意，在任何方向上都没有空气分子的净流动——平均而言，分子围绕平衡位置振荡，以通过空气传递波的能量。

模拟 5 - 纵向驻波。该模拟显示了管道中可能出现的一些不同的驻波 - 这是风琴管、长笛等管乐器中发生的情况的模型。与模拟 4 一样，屏幕顶部显示了横向表示驻波，其纵向表示如下。在此模拟中，管道的左端始终打开，您可以选择保持右端打开或关闭。在开放端，空气分子可以自由移动，并且驻波具有用于分子位移的波腹（平衡位移的最大点）。在封闭端，分子不能自由移动，因此驻波有一个分子位移节点（即分子不会在那里移动）。这导致管道的共振条件不同，因此在开放管道中产生驻波的频率与在管道具有封闭端时产生驻波的频率不同。