web analytics

Κύμα με αρχική φάση

 

Αρμονικό κύμα που διαδίδεται σε ελαστικό μέσο κατά την θετική φορά του ημιάξονα Οx . Από διδοχικές φωτογραφίες φαίνεται ότι την στιγμή  φθάνει στο σημείο K με   …….

Η Συνέχεια           

και η Σωστή Συνέχεια    μετά  την ενσωμάτωση των παρατηρήσεων του κ. Τρικαλινού

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
31 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Νεκτάριος Πρωτοπαπάς
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα Δημήτρη.

Μου αρέσει ο απλοϊκός και περιγραφικός τρόπος με τον οποίο δείχνεις ότι η αρχική φάση του κύματος είναι 3π rad. Θα ήθελα να σε ρωτήσω (ή όποιος άλλος από την παρέα επιθυμεί να απαντήσει…):

Αν ο τρόπος αυτός είναι αποδεκτός σε γραπτό σε επίπεδο πανελλαδικών ή αν θα πρέπει να αποδειχτεί και μαθηματικά η αρχική φάση, όπως αποδεικνύεται η εξίσωση κύματος του σχολικού βιβλίου. Αν κάποιος στο γραπτό του απαντήσει περιγραφικά, όπως έκανες και εσύ, για την αρχική φάση, θα χάσει μόρια;;;

 

Χρήστος Τρικαλινός
01/10/2017 12:01 ΠΜ

Πολύ φοβάμαι, ότι όλη η συζήτηση που έγινε με αφορμή το θέμα των πανελλαδικών, αλλά και η προηγούμενη κουβέντα περί κυμάτωνπήγε χαμένη.

Δεν με ενδιαφέρει τι γράφει το βιβλίο, θα μιλήσω για τη ΣΩΣΤΗ  Φυσική…

Πρέπει να πω ότι τα κύματα που έχουν σχεδιαστεί ΔΕΝ είναι αρμονικά κύματα, αλλά άθροισμα κυμάτων (Σειρά Φουριέ). Ούτε φυσικά η απάντηση στο γ) ερώτημα.

Η άσκηση για να είναι σωστή έπρεπε να διατυπωθεί ως εξής:

Αρμονικό κύμα που διαδίδεται σε ελαστικό μέσο κατά την θετική φορά του ημιάξονα Οx . Μια χρονική στιγμή την οποία θεωρούμε ως t0=0 το σημείο xΚ=0,9 m  κινείται κατακόρυφα προς τα πάνω από τη θέση ισορροπίας. Μια άλλη χρονική στιγμή t1=0,15 s το σημείο xΛ=1,35 m βρίσκεται στη θέση ισορροπίας, ενώ το Κ φαίνεται ότι έχει φθάσει για πρώτη φορά  στο διάστημα αυτό στην κατώτερη θέση του που απέχει από την θέση ισορροπίας 0,02 m. Κ.τ.λ.

Με βάση τα παραπάνω η απάντηση στο ερώτημα γ και τα σχήματα θα ήταν σωστά, ΧΩΡΙΣ όμως τις ευθείες μετά τα σημεία Κ και Λ, αλλά με συνέχεια της ημιτονοειδούς καμπύλης.

ΕΠΑΝΑΛΑΜΒΑΝΩ. Το απλό αρμονικό κύμα ΔΕΝ έχει ούτε αρχή ούτε τέλος

 

Χρήστος Τρικαλινός

Δημήτρη, καταλαβαίνω αυτό που λές, αλλά τουλάχιστον εμείς, που ξέρουμε το σωστό, καλό θα είναι να διατυπώνουμε και τις ασκήσεις ΣΩΣΤΑ (Όπως προσπάθησα να κάνω στο παράδιεγμα της άσκησής σου). Δεν χρειάζεται στα παιδιά να μπαίνπυμε στις λεπτομέρειες. Πολλές, αν όχι όλες, οι ασκήσεις μπορούν να διατυπωθούν λίγο διαφορετικά και σωστά. Έτσι ίσως και κάποιοι συνάδελφοι της δευτεροβάθμιας ξεκολλήσουν από το βιβλίο (Όχι φυσικά η ΕΕΦ!)

Νεκτάριος Πρωτοπαπάς
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Δημήτρη, καλημέρα κ. Τρικαλινέ.

Δημήτρη με κάλυψες πλήρως. Σε ευχαριστώ πολύ.

Γιώργος Κόμης
01/10/2017 8:53 ΠΜ

Καλημέρα. Δημήτρη την t0 παρατηρώ το x0 στην ψ=0 με υ>0. Άρα την t  έχω ψ=ΑημωΔt=Aημω(t-t0)

Για το σημείο με τετμημένη χ αντίστοιχα έχω ψ=ΑημωΔt  όπου Δt  η χρονική διαρκεια ταλάντωσης του ως την χρονική στιγμή t. Αρα Δt= t-t0-x/u +x0/u . Aντικαθιστώ και ….ψ =Αημ2π(t/T-x/λ +χ0/λ – t0/Τ)

Με αρχικές συνθήκες t0=0 και χ0=0 καταλήγω στην εξίσωση του βιβλίου. Δεν καταλαβαίνω γιατί τον όρο

2π(χ0/λ-t0/T) πρέπει να τον πούμε αρχική φάση. Βαφτίζοντας τον έτσι νομίζω ότι δημιουργούμε παρά λύνουμε προβλήματα. Έτσι διδάσκω την εξίσωση στους μαθητές.

Ζητάς το στιγμιότυπο την τ=0 και ξεκινάς να το κάνεις από την θέση χ=0. Γιατί?

Εγώ πριν δω τη λύση σου δεν μπόρεσα να το κάνω.

Επίσης το στιγμιότυπο την τ=0.15 εγώ θα το έκανα από τη θέση χκ ως την θέση χλ

Διαφορετικά γιατί από το 0 κι όχι από το – άπειρο όπως αφήνει να εννοηθεί ο κύριος Τρικαλινός?

Βέβαια ο μαθητής από που οφείλει να το ξέρει?

ΥΓ. καλά κάνεις και επαναφέρεις το θέμα

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
01/10/2017 9:43 ΠΜ

Καλημέρα σε όλους και καλή Κυριακή.

Το θέμα με τα «μονοχρωματικά κύματα» και το «άπειρο μέσο» (στο οποίο και μόνο, μπορεί να υπάρχουν), το έχουμε συζητήσει πολλές φορές και με κάθε αφορμή. Το «αφύσικο» πρόβλημα της ταχύτητας του σημείου που φτάνει ένα κύμα, το οποίο διαδίδεται σε γραμμικό ελαστικό μέσον, επίσης έχει αναδειχθεί πολλάκις.

Αλλά το «έγκλημα» το χθεσινό του Μήτσου, το έχω διαπράξει στο παρελθόν, πολλές φορές και πρόκειται να το  διαπράξω ξανά. Είναι ένα έγκλημα διαρκείας. Όχι στιγμιαίο.

Το έκανα και θα το ξανακάνω, για τους ίδιους λόγους που εναντιώθηκα το καλοκαίρι στην αατ που υποτίθεται ότι πραγματοποιεί ένα σημείο του ελαστικού μέσου, όπου διαδίδεται ένα κύμα.

Δεν θεωρώ ότι έχω αντιφατική συμπεριφορά. Το αντίθετο. Ο λόγος που με κάνει να εναντιώνομαι στη διατήρηση της ενέργειας μιας μάζας που ταλαντώνεται σε ένα κύμα, είναι ο ίδιος που μου επιβάλει να υποστηρίζω τη διάδοση ενός τέτοιου αρμονικού κύματος το οποίο να φτάνει σε κάποιο σημείο.

Ποιο ακριβώς νομίζω ότι είναι το ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ χαρακτηριστικό για το οποίο πρέπει να διδάσκουμε τα κύματα; Μήπως είναι η εξίσωση του κύματος, μήπως το στιγμιότυπό του ή η διαφορική του εξίσωση;

Το πιο σπουδαίο χαρακτηριστικό ενός κύματος, το οποίο πρέπει να προσπαθήσουμε να περάσουμε στους μαθητές, είναι η διάδοση της ενέργειας (και της ορμής, αν και αυτό έρχεται δεύτερο και είναι και δυσκολότερος στόχος). Η μεταφορά ενέργειας, χωρίς αντίστοιχη μεταφορά μάζας.

Αν αυτό δεν το περάσουμε, νομίζω ότι ας τα αφήσουμε στην άκρη. Δεν υπάρχει λόγος να τα διδαχθούν…

Αλλά αν η ενέργεια διαδίδεται, δεν μπορούμε να διδάσκουμε και να εξετάζουμε τη διατήρηση της ενέργειας μιας σημειακής μάζας. Αυτό είναι άκρως αντιφατικό…

Αλλά αν η ενέργεια διαδίδεται, πρέπει αυτό να μπορεί να γίνει κατανοητό και φανερό από ένα μαθητή στο Λύκειο. Ο μαθητής αυτός, δεν πρόκειται να πειραματιστεί, ούτε να παρακολουθήσει ταλάντωση απείρου μήκους!

Μπορεί να παρακολουθήσει τη διάδοση ενός παλμού (με αρχή και τέλος) σε ένα νήμα 2-3m ή σε ένα ελατήριο 3m. Θέλω να δει, να καταλάβει τη διάδοση αυτού του παλμού και τότε θα καταλάβει ότι έχει και διάδοση της ενέργειας.

Αν έχει ταλάντωση απείρου μέσου (για να πετύχουμε το μονοχρωματικό κύμα), δεν πρόκειται να «δει» πουθενά τη διάδοση της ενέργειας. Ένα μέσον που ταλαντώνεται πάνω κάτω και κάθε σημείο του εκτελεί αατ!!! Αυτό θα είναι το συμπέρασμα. Αυτό θα του μείνει.

Θέλουμε να διδάξουμε το άπειρο μέσον; Θα οδηγηθούμε στην «διατήρηση της  ενέργειας» κάθε στοιχειώδους μάζας…

Και η αντίρρηση:

Ναι αλλά πώς μπορείς να διδάσκεις ότι μπορεί να υπάρχει ένα σημείο, στο οποίο φτάνει το κύμα, το σημείο Β του σχήματος:

 

Το οποίο, από μηδενική ταχύτητα, ξαφνικά αποκτά ταχύτητα μέγιστου μέτρου ωΑ ακαριαία; Μπορεί να συμβεί; Μπορεί να υπάρχει τέτοιο μονοχρωματικό κύμα που να διαδίδεται;

Η απάντηση είναι ότι δεν μπορεί να συμβεί αυτό στο σημείο Β. Μπορεί όμως να συμβεί αυτό που δείχνει το παρακάτω σχήμα:

Αν δηλαδή εξομαλυνθεί λίγο το ημίτονο στο σημείο που φτάνει το κύμα, τότε η μορφή αυτή μπορεί να διαδοθεί.

Ναι, αλλά αν αναλύσουμε κατά Fourier τη δεύτερη μορφή, δεν θα πάρουμε μια συχνότητα άλλα άπειρες! Ωραία όταν οι μαθητές γίνουν φοιτητές και  διδαχτούν ανάλυση Fourier ας το μάθουν!

Να το πω αλλιώς, αν δίναμε τη δεύτερη μορφή για ένα κύμα που διαδίδεται, θα ήταν όλα καλά. Δεν θα έπρεπε όμως να μιλήσουμε για μία συχνότητα και δεν πρέπει να γράψουμε την εξίσωση y=Α∙ημ2π(t/Τ-x/λ).

Θα ήταν προτιμότερο να τα διδάσκαμε έτσι τα κύματα, για να μην κάνουμε το αμάρτημα και ονομάσουμε αρμονικό το κύμα που παριστά η κυματομορφή του δεύτερου σχήματος;

Και πότε θα διδάσκαμε τότε το αρμονικό κύμα, ώστε ο μελλοντικός φοιτητής να κατανοούσε την ανάλυση  Fourier, ώστε να αναλύει τη β΄ μορφή σε άθροισμα κυματομορφών  όπως στο α΄ σχήμα;

 

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα παιδιά.

Η θέση του κου Τρικαλινού είναι επιστημονικά σωστή φυσικά.

Θέση ανάλογη έχει διατυπώσει ο Θρασύβουλος επανειλημμένα. Ο Βαγγέλης Κορφιάτης είχε δώσει αναλυτική έκφραση της "κατάστασης" στο μέτωπο κύματος. Όλοι αντιλαμβανόμαστε πως δεν υπάρχει διαταραχή τέτοια που θα προκαλέσει άπειρη επιτάχυνση στο μέτωπο κύματος. Ο ίδιος είχα προκαλέσει συζήτηση στο παλιό υλικονέτ το 2009.

Κάτι τρέχει στα κύματα.

Όλοι μας , ή έστω οι περισσότεροι θεωρήσαμε πως δεν πρέπει να τίθενται θέματα όπου κάποιο σημείο του μέσου "κοιμάται" και κάποια στιγμή δέχεται ένα αρμονικό κύμα. Διότι απλούστατα δεν μπορεί την χρονική στιγμή μηδέν η ταχύτητά του να γίνει ακαριαία ω.Α.

'Η διότι όπως είπαν ο Θρασύβουλος, ο Βαγγέλης και ο κος Τρικαλινός δεν υπάρχει αρμονικό κύμα "περιορισμένο" σε τμήμα του μέσου.

Όμως πολλές φορές αναθεωρώ απόψεις μου. Έχει νόημα να ασχολούμαστε με ανύπαρκτους αρμονικούς παλμούς;

Ίσως αν από άθροισμα δύο ανύπαρκτων παλμών προκύπτει ένας υπαρκτός.

Προσπαθώ να βρω το αριθμητικό παράδειγμα, άλλως θα το κατασκευάσω.

 

Είτε το βρω, είτε όχι ας πω μια άλλη αλλαγή στάσης μου. Παρά το ότι μου άρεσαν τα σχετικά με εξισώσεις Maxwell , χάρηκα τότε όταν τα κύματα μπήκαν στην ύλη των Δεσμών. Όταν όμως εξελίχθηκε όλη η ασκησιολογία, όταν η Φυσική αντικαταστάθηκε από μια αλγεβροτριγωνομετρία, μια πικρή γεύση μου ήρθε. Τα κύματα μου κάθισαν κάπως στο στομάχι. Και δεν φταίνε τα φουκαριάρικα γι' αυτό.

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
01/10/2017 11:00 ΠΜ

Καλημέρα Γιάννη.

"Δράττομαι της ευκαιρίας" για να πω ότι, στα περιεχόμενα και στη σελίδα της Φυσικής, υπάρχει το εικονίδιο:

Με κλικ επάνω του, βρίσκει κάποιος όλες τις συζητήσεις που έχουν γίνει στο παρελθόν, πάνω στο θέμα που συζητάμε.

Στην ομάδα…μπήκε και η παρούσα ανάρτηση του Μήτσου….

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
01/10/2017 11:03 ΠΜ

Η δική σου ένταση, που αναφέρεις, υπάρχει στο φόρουμ!

Εκεί βρίσκουμε ξανά, όλες τις σχετικές συζητήσεις…

Τελευταία διόρθωση3 έτη πριν από Διονύσης Μάργαρης
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Γεια σου ρε Διονύση. Με γλίτωσες από φασαρία πολλή.

Το βρήκα:

Ένας υπαρκτός παλμός προκύπτει από δύο ανύπαρκτους.

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
01/10/2017 11:35 ΠΜ

Και μια έκπληξη:

Ένας υπαρκτός παλμός προκύπτει από δύο ανύπαρκτους.

ΥΓ

Υποψιάζομαι ότι το παρόν κείμενο (το θυμάμαι σαν κείμενο, αλλά όχι που το είχες καταθέσει…) το είχες βάλει σε κάποια συζήτηση.

Για να μην το ψάχνουμε έγινε … άρθρο!