คลื่นและเสียง
คลื่นเดินทางบนเส้นเชือก
กดเล่น — สังเกตการแพร่ของ y = A sin(kx − ωt); ตรวจวัด y(t) ที่กึ่งกลางเส้นเชือก
คลื่นเดินทางบนเส้นเชือก — การจำลองคลื่นและเสียงแบบโต้ตอบ กดเล่น — สังเกตการแพร่ของ y = A sin(kx − ωt); ตรวจวัด y(t) ที่กึ่งกลางเส้นเชือก ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
คลื่นเดินทาง
การรบกวนรูปไซน์เคลื่อนที่ไปตามเส้นเชือกด้วยความเร็ว v = √(T/μ)
แต่ละจุดแกว่งในแนวขวางขณะรูปแบบเคลื่อนที่ไปตามเส้นเชือก เลขคลื่น k และความถี่เชิงมุม ω เชื่อมโยงกันด้วยความสัมพันธ์การกระจายตัวสำหรับเส้นเชือก
- y = A sin(kx − ωt)
- v = √(T/μ)
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
เส้นเชือกใต้ความตึงคงที่พาคลื่นเดินทาง ถ้าขับที่ความถี่สูงขึ้น ความยาวคลื่นเป็นอย่างไร
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ความยาวคลื่นสั้นลง — อัตราเร็วคลื่นคงที่ ความถี่สูงกว่าจึงบีบแบบแผน
- ความยาวคลื่นยาวขึ้นที่ความถี่สูงกว่า
- ความยาวคลื่นไม่เปลี่ยนตามความถี่
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ความถี่ขับเคลื่อน f (Hz)
สิ่งที่คุณวัด:
- ความเร็วคลื่น v (m/s)
- ความยาวคลื่น λ (m)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ travelling-wave แล้วกดรีเซ็ต ความตึงเชือก (120 N) และความหนาแน่นเชิงเส้น (0.01 kg/m) คงที่
- เปิดค่าแสดงความยาวคลื่นบนเชือก
- ตั้งความถี่ขับในแต่ละรอบแล้วบันทึกความยาวคลื่นเมื่อแบบแผนนิ่งแล้ว
สมการควบคุม
อัตราเร็วคลื่นบนเชือก — v = √(T/μ)
อัตราเร็วของคลื่นตามขวางบนเชือกที่ตึงขึ้นอยู่กับความตึงกับมวลต่อหนึ่งหน่วยความยาวเท่านั้น — ไม่ใช่ความถี่หรือแอมพลิจูด
ความสัมพันธ์คลื่นสากล — v = f·λ
สำหรับคลื่นใด ๆ อัตราเร็วเท่ากับความถี่คูณความยาวคลื่น เมื่อ v ถูกตรึงโดยเชือก การเพิ่ม f บังคับให้ λ หดตามสัดส่วน
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ v = √(T/μ) โดยใช้ T = 120 N กับ μ = 0.01 kg/m แล้วหา λ = v/f เทียบทั้งสองค่ากับตาราง
- ความเร็วคลื่นเท่ากันทั้งสามรอบ จงใช้ v = fλ อธิบายว่าทำไมการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่าจึงต้องลดความยาวคลื่นลงครึ่งหนึ่ง
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ถ้าเพิ่มความตึงเชือกแทนความถี่ อัตราเร็วคลื่นเพิ่มหรือลด และความยาวคลื่นที่ความถี่คงที่จะยาวขึ้นหรือสั้นลง
- อัตราเร็วคลื่นขึ้นกับตัวกลาง (ที่นี่คือความตึงกับความหนาแน่นเชิงเส้น) ไม่ใช่ความเร็วที่คุณสะบัดเชือก อธิบายว่าเหตุใดความถี่กับอัตราเร็วคลื่นจึงเป็นปริมาณอิสระที่คุณตั้งแยกกัน
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Middle School Physical Science — Wave amplitude and energy
- Middle School Physical Science — Waves meeting materials
- ยินดีต้อนรับสู่ คลื่นเดินทาง
- เลือกเส้นเชือก
- กดเล่น
- ดูมันเคลื่อนที่
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ