Показ дописів із міткою Симуляції. Показати всі дописи

Механічні хвилі. Звук.

Що таке звук?

Звук - це хвильовий процес.

Звук у повітрі. Якщо струна скрипки або арфи коливається, в навколишньому її повітря утворюються зони стиснення і розрідження, які і являють собою звук. Ці зони стиснення і розрідження переміщаються по повітрю в формі поздовжніх хвиль, які мають ту ж частоту, що і джерело звуку.

Чи переноситься енергія звуковою хвилею?

У поздовжніх хвилях молекули повітря коливаються паралельно руху хвилі. Повітря стискається в тому ж напрямку, в якому поширюються звукові хвилі. Ці хвилі передають енергію голосу або коливання струни інструменту. Відзначимо, що повітря не переміщається, коли звукова хвиля проходить через нього. Переміщаються тільки коливання, тобто зони стиснення і розрідження. Більш гучні звуки виходять при більш сильних стисканнях і розрідженнях.

Симуляція поздовжної хвилі (посилання).

(2D)

Що показує моделювання? Моделювання складається з ряду частинок, які з’єднані пружинами. Коли частинка на одному кінці зміщується (витягуючи її вліво або вправо), збурення рухається до іншого кінця у вигляді поздовжньої хвилі.

Частинки в моделюванні взаємодіють через пружини; так само між частинками в речовині існують сили притягання та відштовхування. У твердому стані сили притягання між частинками сильні (жорсткість пружини максимальна). У газоподібному стані сили притягання між частинками слабкі (жорсткість пружини мінімальна). Пружини в імітаційній моделі тяжіння між частинками в речовині - чим жорсткіші пружини, тим сильніші сили притягання між частинками.

Як змінюються частота і довжина звукової хвилі при переході з повітря в воду?

Звук передається не тільки повітрям. Напевно, всі знають, що якщо прикласти вухо до стіни, то можна почути розмови в сусідній кімнаті. В даному випадку звук передається стіною. Звуки поширюються і в воді, і в інших середовищах. Більш того, поширення звуку в різних середовищах відбувається по-різному. Швидкість звуку різниться в залежності від речовини. Цікаво, що швидкість поширення звуку у воді майже в чотири рази вище, ніж в повітрі. Тобто, риби чують «швидше», ніж ми. В металах і склі звук поширюється ще швидше.

Швидкість звуку у повітрі близько 340 м/с, у воді — 1500 м/с, у металах — 5000 м/с.

Уперше швидкість поширення звуку в повітрі виміряв французький учений Марін Мерсенн (1588-1648) у 1636 р.
Перші точні вимірювання швидкості поширення звуку у воді здійснили вчені зі Швейцарії Жан Колладон і Шарль Штурм у 1826 р.

В 1832 році Жан Батист Біо виміряв швидкість звуку у твердому тілі – у чавунній трубі паризького водогону.

Під час переходу з одного середовища в інше змінюється довжина хвилі, а частота залишається незмінною.

Як залежить швидкість звуку від температури середовища?

Швидкість звуку збільшується із збільшенням температури середовища. Наприклад, у повітрі, якщо його температура 0 С, швидкість звуку 332 м/с, а якщо 15 С - 340 м/с.

Як залежить швидкість звуку від вітру?

Вітер впливає на швидкість звуку. У напрямку руху вітру швидкість звуку збільшується, проти вітру - зменшується. Наявність вітру в атмосфері викликає дрейф звукової хвилі, що створює враження зміщення джерела звуку.

Знання величини швидкості поширення звуку в атмосфері має велике значення при вирішенні ряду завдань з вивчення верхніх шарів атмосфери акустичним методом.

Користуючись середньою швидкістю звуку в атмосфері, можна дізнатися відстань від свого місцезнаходження до місця виникнення грому. Для цього потрібно визначити число секунд між видимою спалахом блискавки і моментом приходу звуку грому. Потім треба помножити середнє значення швидкості звуку в атмосфері - 333 м / сек. на отримане число секунд.

Спектр звукових коливань:

Спектр звукових коливань. 1 - землетрусу, блискавки і виявлення ядерних вибухів; 2 - акустичний діапазон; 3 - слух тварин; 4 - ультразвукове очищення; 5 - терапевтичне застосування ультразвуку; 6 - неруйнівний контроль і медична ультразвукова діагностика; 7 - акустична мікроскопія; 8 - інфразвук; 9 - чутний діапазон; 10 - ультразвук.

Як побачити звук?

Труба Рубенса - фізичний експеримент по демонстрації стоячої хвилі, заснований на зв'язку між звуковими хвилями і тиском повітря (або газу).

Фігури Хладні

Форма малюнка напряму залежить від частоти звуку

Розроблено презентацію доповідь на тему "Чи можливо побачити звук?". Створено пристрій, який візуалізує звукові коливання за допомогою лазера. (Презентація)

Калькулятор звуковой частоты и длины волны (російська мова)

В МИРЕ ЗВУКОВ. КАК ДОБЫВАЕТСЯ ИСТИНА...

Бережіть себе і родину!

Дякую за увагу!
Бажаю Вам нових ідей!
Навчаємося, бо ми цього варті!
Підписуйтесь на блог!
Підписуйтесь на канал YouTube.
Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті!

Приєднуйтесь на сервер "Фізичний факультет ХНУ" на Discord:

https://discord.com/invite/ZUxcC22

Модель атома: Томсон, Резерфорд, Бор, Зоммерфельд

Моделі будови атома

(симуляція у вільному доступі)

Модель атома Томсона інколи ще її називають пудингова модель атома— модель атома, яку 1904 року запропонував Джозеф Джон Томсон.

Він запропонував модель атома, в якому у хмарі позитивного заряду, що за розміром відповідає розміру атома (приблизно 10⁻¹⁰м), містяться маленькі, від'ємно заряджені «корпускули», сумарний електричний заряд яких дорівнює заряду позитивно зарядженої хмари, чим забезпечується електронейтральність атомів.

Планетарна модель атома або модель Резерфорда — історична модель будови атома, яку запропонував Ернест Резерфорд внаслідок експерименту з розсіяння альфа-частинок. За цією моделлю атом складається із невеликого додатньо зарядженого ядра, в якому зосереджена майже вся маса атома, навколо якого рухаються електрони, подібно до того, як планети рухаються навколо Сонця.

Датський фізик Нільс Бор 28 лютого 1913 року запропонував свою теорію будови атома, в якій електрон у атомі не підкоряється законам класичної фізики. Відповідно до цієї теорії електрон обертається навколо атома на строго стаціонарних кругових орбітах.

На рубежі 1915 і 1916 років Арнольд Зоммерфельд (1868 - 1951) розвинув теорію Бора, розглянувши рух електрона по еліптичних орбітах і узагальнивши правила квантування Бора.
Першим питанням, яке він розглянув, стала задача про нерухомої плоскою еліптичній орбіті електрона в атомі водню (два ступені свободи). Записавши свої квантові умови в полярних координатах і ввівши азимутальні та радіальне квантові числа (такими термінами були позначені відповідні числа n_k

), Зоммерфельд отримав формулу для енергії електрона на стаціонарній орбіті. Це вираз давало ті ж рівні енергії, що і формула Бора для кругових орбіт; енергія рівнів залежала лише від суми азимутального і радіального квантових чисел, названої головним квантовим числом. Далі Зоммерфельд розглянув атом водню як систему з трьома ступенями свободи і прийшов до висновку, що кут нахилу площини орбіти до обраної полярної осі може приймати дискретний набір значень. Це явище, яке отримало назву "просторового квантування", повинно проявляти себе при завданні осі зовнішнім чином (наприклад, напрямком магнітного поля).

Симуляція за посиланням.

http://

Джерело

+ Джеммер, 1985, с. 96-100

Арнольд Зоммерфельд

Приєднуйтесь на сервер "Фізика" на Discord: https://discord.com/invite/ZUxcC22

Telegram: https://t.me/pakhomovaeducation

https://t.me/physicsks

Дякую за увагу!
Бажаю Вам нових ідей!
Навчаємося, бо ми цього варті!
Підписуйтесь на блог!
Підписуйтесь на канал YouTube.

Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті!

Дослід Юнга (симуляція)

Інтерференція світла. Симуляція досліду Юнга (вільний доступ)

У 1801 році Томас Юнг (1773-1829), ввівши «Принцип суперпозиції», першим пояснив явище інтерференції світла, запропонував термін «інтерференція» (1803) і пояснив «барвистість» тонких плівок (бензин на поверхні води) . Він також виконав перший демонстраційний експеримент зі спостереження інтерференції світла, отримавши інтерференцію від двох щілинних джерел світла (1802).

Симуляція за посиланням: https://bit.ly/2NXmaWf

У симуляції можна змінювати відстань між щілинами, робити паузу на кожному етапі симуляції, що дає можливість візуалізувати накладання максимумів, і зрозуміти умови виникнення інтерференційної картини.

Експеримент і пояснення інтерференції на двох щілинах (російська мова).

Дифракція Фраунгофера на дифракційній ґратці

(детальніше)

Дослід Юнга у домашніх умовах (російська мова).

Приєднуйтесь на сервер "Фізика" на Discord: https://discord.com/invite/ZUxcC22

Telegram: https://t.me/pakhomovaeducation

https://t.me/physicsks

Бережіть себе і родину!

Дякую за увагу!
Бажаю Вам нових ідей!
Навчаємося, бо ми цього варті!
Підписуйтесь на блог!
Підписуйтесь на канал YouTube.
Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті ХНУ В.Н. Каразіна!

Електростатика: інтерактивні вправи

Електризація тіл, взаємодії заряджених тіл, закон збереження електричного заряду, заземлення (iFrame - симуляція)

Симуляція за посиланням (вільний доступ) https://bit.ly/39KJ2zu

Відео:

Інструкція:

У верхньому лівому куті є невеличка гаряча точка. Клацання / натискання гарячої точки відкриває Interactive у повноекранному режимі. Використовуйте клавішу Escape на клавіатурі (або подібний спосіб), щоб вийти з повноекранного режиму.

Ця вправа включає два режими - режим практики та режим закріплення матеріалу (виконання вправи). Режим практики розроблений таким чином, щоб учень міг зрозуміти, як предмети стають зарядженими та заземленими. У практичному режимі негативно заряджена кулька використовується для зарядки двох провідних стрижнів за допомогою індукції.

Дії:

Два стрижні та повітряну кулю можна перетягувати по екрану, і учень може досліджувати, як розташування двох стрижнів впливає на розташування електронів у стрижнях, по відношенню до зарядженої кульки.

Після заряджання стрижні можна заземлювати або торкатися один до одного. (Досліджуємо закон збереження електричного заряду). Коли учні починають розуміти "правила", що регулюють зарядку та заземлення, вони можуть перейти в режим "Play" (виконання вправи). У режимі перед учнями постає завдання зарядити кожен з стрижнів певною кількістю та типом заряду (значення вказані внизу екрану).

Якщо учень підводить стрижень до заземлювального дроту, тоді при контакті відбувається потік електронів між землею і зарядженим стрижнем, але заряд, що відображається на стрижні, не оновлюється, поки не буде відпущена кнопка миші. Таким чином, набагато краще перетягнути заземлюючий провід до зарядженого об'єкта, щоб побачити відображення величини заряду під час заземлення.

Потрібно встановити певні значення зарядів на стрижнях і отримати зірку. Контролюється час виконання вправи.

Інтерактив орієнтується на поняття, пов'язані із зарядженими об'єктами та незарядженими, зарядкою за допомогою індукції, зарядкою за допомогою провідності (контакту), поляризацією та заземленням.

Видимість фактичних зарядів і можливість перегляду електронів, що рухаються на об'єкти та з них, є особливістю, яку неможливо побачити в демонстрації чи лабораторній діяльності.

Симуляції дуже ефективні під час демонстраційної лекції, в класній дослідницькій роботі і для домашніх завдань.

Цікаво, корисно, легко!

Приєднуйтесь на сервер "Фізика" на Discord: https://discord.com/invite/ZUxcC22

Telegram: https://t.me/pakhomovaeducation

https://t.me/physicsks

Дякую за увагу!

Бажаю Вам нових ідей!

Навчаємося, бо ми цього варті!
Підписуйтесь на блог!
Підписуйтесь на канал YouTube.

Підписуйтесь на сторінку у fb.

https://www.facebook.com/educationXXII/
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті ХНУ імені В.Н. Каразіна!

Електричні явища

Електризація. Електричний заряд. Цікавий експеримент. Симуляція

Електризація — процес надання тілу електричного заряду за рахунок інших тіл.

Електризація тертям.

Електричні заряди бувають двох видів: позитивні і негативні.

Що відбувається, коли електрично заряджений предмет наближають до струменю води? Цей простий експеримент, який ви можете зробити самі. Він демонструє, що молекули води полярні!

Що відбувається? Чому струмінь води вигинається поблизу наелектризованого предмету?

Симуляція за посиланням.

Рухайте гребінець униз уздовж струменя. В певному місці струмінь під дією електричного поля гребінця почне розпадатися на краплини. Спробуйте пояснити це явище.

Приєднуйтесь на сервер "Фізика" на Discord: https://discord.com/invite/ZUxcC22

Telegram: https://t.me/pakhomovaeducation

https://t.me/physicsks

Дякую за увагу!

Бажаю Вам нових ідей!

Навчаємося, бо ми цього варті!
Підписуйтесь на блог!
Підписуйтесь на канал YouTube.

Підписуйтесь на сторінку у fb.

https://www.facebook.com/educationXXII/
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті ХНУ імені В.Н. Каразіна!

Механічні хвилі

Поздовжня і поперечна хвилі

Механічні хвилі — це процес розповсюдження у просторі коливань частинок пружного середовища (твердого, рідкого чи газоподібного).

Хвиля називається повздовжньою, якщо частинки середовища коливаються паралельно напрямку поширення хвилі. Поздовжня хвиля складається з деформацій розтягування та стиснення які чергуються. У відео 1 показана симуляція поздовжньої хвилі, яка представляє собою коливання плоских шарів середовища; напрямок, уздовж якого коливаються шари, збігається з напрямком поширення хвилі.

Хвиля називається поперечною, якщо частинки середовища коливаються перпендикулярно напряму поширення хвилі. Поперечна хвиля викликається деформаціями зсуву одного шару середовища відносно іншого. На відео 1 кожна людини візуалізує рух коливання частинок середовища вздовж самого себе, а хвиля йде перпендикулярно шарам.