Applet Onde 2D

Da "Fisica, onde Musica": un sito web su fisica delle onde e del suono, acustica degli strumenti musicali, scale musicali, armonia e musica.

Applet interattivo che illustra la propagazione di onde in 2D

NOTA 1: Se l'applet non compare in un'altra finestra assicuratevi che Java sia abilitato nel vostro browser. Se non avete Java potete scaricarlo da http://www.java.com/it/download/.

NOTA 2: l'applet che si apre automaticamente è l'ultima versione.

Istruzioni in breve

Istruzioni in breve (versione 2.1)
area controlli area di visualizzazione
a sinistra e in alto a destra
  1. Selezionare un'esperienza nel menu "Esperimenti virtuali" in alto a sinistra
  2. Si può modificare la configurazione dell'esperimento selezionando un modo di operazione del mouse, e poi cliccando e trascinando il mouse nell'area di visualizzazione a destra
  3. Si possono modificare i parametri fisici dell'esperimento agendo sulle barre di scorrimento della frequenza, dell'intensità e della velocità della simulazione, tuttavia cambiare la risoluzione farà ripartire la simulazione da capo, cancellando eventuali cambiamenti apportati.

È possibile cambiare il comportamento delle onde al contatto con una parete utilizzando la casella "Zero ai bordi":

  • "Zero ai bordi" attivo impone che l'onda abbia valore zero (nodo) al contatto con una parete.
  • "Zero ai bordi" inattivo impone che l'onda mantenga la sua ampiezza al contatto con una parete.
L'applet parte sempre in modo di visualizzazione 2D: il fondo nero indica il valore del mezzo "in quiete". Le sfumature di verde indicano valori positivi, e quelle di magenta valori negativi dell'onda.

Nella visualizzazione 2D il mouse ha le seguenti funzioni:

  1. Default: cliccando e trascinando nell'area di visualizzazione si impostano valori positivi dell'onda nelle caselle cliccate.
  2. Cliccando col destro si può scegliere se l'azione del mouse creerà o cancellerà l'onda, le pareti riflettenti, o il mezzo rifrangente. Scegliere l'opzione, e poi cliccare col sinistro e trascinare per disegnare a mano libera l'elemento prescelto.

Nella visualizzazione 3D il mouse ha le seguenti funzioni:

  1. Clicca e trascina col pulsante sinistro = ruota l'immagine
  2. Clicca e trascina col pulsante centrale = sposta l'immagine
  3. Clicca e trascina verso l'alto/verso il basso col pulsante centrale = rimpicciolisci/ingrandisci l'immagine

FAQ

Che tipo di onde sono simulate nell'applet?
A rigore si tratta di onde trasversali che si propagano su una superficie piana. Tuttavia, utilizzando il checkbox per le condizioni al contorno, si può cambiare il comportamento dell'onda al contatto con un ostacolo. Se la casella "Zero ai bordi" è spuntata le onde sono vincolate a valere 0 in prossimità di una parete come accade, per esempio per la componente perpendicolare alla parete del campo magnetico in un'onda elettromagnetica, o per lo spostamento d'aria nelle onde sonore. Se la casella "Zero ai bordi" non è spuntata allora l'onda mantiene al bordo il suo valore, e può quindi essere interpretata, ad esempio come la pressione in un'onda sonora. In questo caso la vista 3D deve essere considerata puramente come un ausilio "estetico", e non ha un equivalente fisico nello spazio reale.

Versioni

  • VERSIONE 2.1: aggiunte su richiesta due simulazioni di lamine a zona
  • VERSIONE 2.0: adottate le classi Swing e ridisegnata l'interfaccia grafica; introdotta temporizzazione del il ciclo principale; il canvas è sempre mantenuto quadrato; modificato il controllo col tasto destro del mouse; aggiunti nuovi esperimenti sui tubi sonori
  • VERSIONE 1.2: aggiunti controlli per la visione 3D: bottone destro del mouse = zoom; bottone centrale = traslazione; cambiata l'interfaccia per il modo di operazione del mouse (in 2D) e lo stato dei bordi; ripulito e aggiornato il codice a JDK 5.0 e corretti errori
  • VERSIONE 1.1: le pareti vengono rappresentate in rilievo nella visione 3D; cambiato schema dei colori; aggiunti setup per tubo sonoro semiaperto, corno conico con varie aperture, corno esponenziale; corretti alcuni errori.
  • VERSIONE 1.0.1: Aggiunto esperimento "Battimenti: 1 sorgente bicromatica"; aggiunta barra per il controllo dello smorzamento; riordinati gli esperimenti in base al fenomeno evidenziato.
  • VERSIONE 1.0
  • VERSIONE 0.0, per cortesia di Paul Falstad

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