by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Διονύσης Μητρόπουλος στις 3 Ιούνιος 2013 στις 5:18 στην κατηγορία Θέματα Φυσικής
Αφορμή για το άνοιγμα αυτής της συζήτησης απετέλεσε το θέμα Β2 των φετινών εξετάσεων και μία από τις λύσεις που προτάθηκαν, η οποία αντιμετώπιζε την κυματική εικόνα επί του ευθύγραμμου τμήματος ανάμεσα στις δύο πηγές Π1, Π2 σαν «στάσιμο κύμα».
Διευκρινίζω ότι δεν θέτω ζήτημα μη βαθμολόγησης μιας τέτοιας λύσης αν έχει προταθεί από μαθητή. Η διαπραγμάτευση των κυματικών φαινομένων στο αντίστοιχο κεφάλαιο του σχολικού περιορίζεται μόνο στην παρουσίαση απλών μαθηματικών μοντέλων τρεχόντων κυμάτων, συμβολής και στασίμων, χωρίς να επεκτείνεται στη φυσική υπόσταση και στην εφαρμογή αυτών των μοντέλων σε πραγματικές καταστάσεις παρά μόνο επιφανειακά και επιγραμματικά.
Με βάση τις γνώσεις αυτές δεν είναι δυνατό να διακρίνει ένας μαθητής τη φυσική διαφορά ανάμεσα στην κυματική εικόνα που παρουσιάζει το ευθύγραμμο τμήμα Π1Π2 κατά την επιφανειακή συμβολή κυμάτων και σ’ αυτήν που εμφανίζεται σε μια ταλαντούμενη χορδή όταν έχει εγκαθιδρυθεί πάνω της στάσιμο. Δικαιολογείται επομένως να προτείνει λύση που να χρησιμοποιεί τη σχετική εξίσωση περιγραφής στασίμου.
Επιγραμματικά, το θέμα που θα ήθελα να θέσω για συζήτηση είναι το εξής:
Όταν μιλάμε για «δημιουργία στασίμου κύματος»,
Α) εννοούμε οποιαδήποτε κυματική κατάσταση που περιγράφεται, σε όλη την έκταση του μέσου ή σε ένα τμήμα του, από μια εξίσωση της μορφής:
y = 2A∙συν(2πx/λ)∙ημ(ωt) ;
Β) εννοούμε την κυματική εικόνα που έχει δημιουργηθεί σε όλη την έκταση του μέσου, επειδή οι συνθήκες είναι κατάλληλες ώστε το κύμα – διεγέρτης, ανακλώμενο διαδοχικά στα όριά του μέσου, να το οδηγήσει σε μια ιδιόμορφη κατάσταση ταλάντωσης με ακίνητα σημεία και σημεία μέγιστου πλάτους ταλάντωσης, να το φέρει δηλαδή σε μια κατάσταση συντονισμού; Η οποία μάλιστα, ιδανικά (αν δεν υπάρχουν απώλειες απόσβεσης), αυτοσυντηρείται χωρίς πρόσθετη προσφορά ενέργειας, δεδομένου ότι η κυματική ενέργεια έχει παγιδευτεί στο μέσο και δεν μπορεί να διαφύγει ;
Γ) στην περίπτωση επιφανειακής συμβολής κυμάτων, μπορούμε να χαρακτηρίσουμε «στάσιμο κύμα» την κίνηση των σημείων του υγρού που βρίσκονται πάνω στο κατακόρυφο επίπεδο που περιέχει τις δύο πηγές ;
Δ) εννοούμε όλα τα παραπάνω, με τις κατάλληλες ίσως διευκρινήσεις ;
Η εισήγηση αναλυτικά, ΕΔΩ. ή ΕΔΩ.
Τα σχόλια…