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기술

Waves 앱은 진행파, 정상파 및 비트를 다루는 5가지 시뮬레이션 모음으로 구성되어 있습니다. 두 가지 진행파 시뮬레이션이 있습니다. 하나는 횡파용이고 다른 하나는 종파용입니다. 또한 정상파에 대한 두 가지 시뮬레이션이 있습니다. 하나는 횡파에 대한 시뮬레이션이고 다른 하나는 종파에 대한 시뮬레이션입니다.

시뮬레이션 1 - 횡방향 진행파. 두 개의 독립적인 진행파가 표시됩니다. 각 파동의 진폭과 주파수를 개별적으로 조정할 수 있습니다. 이것은 현을 따라 이동하는 파동의 움직임을 시뮬레이션하므로 현에 가해지는 장력 및/또는 현의 무게(단위 길이당 질량을 통해)를 조정하면 현의 파동에 어떤 영향을 미치는지 조사할 수도 있습니다.

시뮬레이션 2 - 횡방향 정상파. 이것은 양쪽 끝이 고정된(즉, 제자리에 고정된) 끈의 정상파 모델입니다. 이러한 현의 예로는 기타 현이나 피아노 현이 있습니다. 버튼을 사용하여 기본(최저 주파수) 정상파를 표시하거나 기본의 두 번째, 세 번째, 네 번째 또는 다섯 번째 고조파를 표시하도록 선택할 수 있습니다. 고조파의 주파수는 기본 주파수의 정수배입니다. 정상파는 두 개의 동일한 진행파의 중첩(합)으로, 하나는 오른쪽으로, 다른 하나는 왼쪽으로 이동한다는 점에 유의하십시오. 끈은 양쪽 끝이 고정되어 있기 때문에 정상파는 끝에 노드(움직임이 0인 지점)가 있어야 합니다.

시뮬레이션 3 - 비트. 박동 현상은 중첩의 또 다른 예입니다. 이 경우 두 파동은 주파수가 약간 다르기 때문에 서로 완전히 위상이 같은 것(결과 파동이 진폭이 큰 경우)에서 서로 완전히 위상이 다른 것(결과 파동이 작은 진폭) 다시 위상으로 돌아갑니다. 파동의 크기의 상승 및 하강은 우리가 비트라고 부르는 것입니다. 비트 주파수는 두 개의 개별 파동 사이의 주파수 차이와 같습니다.

시뮬레이션 4 - 세로 진행파. 이것은 음파가 공기를 통해 전파되는 방식에 대한 시뮬레이션입니다. 화면 상단에는 진행파의 가로 표시가 표시되고 그 아래 세로 표시가 표시됩니다. 종파는 파이프를 통과하는 것으로 표시되지만 파이프는 필요하지 않습니다. 점의 운동은 점 주변에 있는 모든 공기 분자의 평균 운동을 나타냅니다. 어떤 방향으로든 공기 분자의 순 흐름이 없다는 점에 유의하십시오. 분자는 평균적으로 평형 위치를 중심으로 진동하여 공기를 통해 파동의 에너지를 전달합니다.

시뮬레이션 5 - 세로 정상파. 이 시뮬레이션은 파이프에서 발생할 수 있는 다양한 정상파 중 일부를 보여줍니다. 이것은 오르간 파이프, 플루트 등과 같은 관악기에서 일어나는 일의 모델입니다. 시뮬레이션 4와 마찬가지로 화면 상단에는 정상파, 그 아래에 세로로 표시됩니다. 이 시뮬레이션에서는 파이프의 왼쪽 끝이 항상 열려 있으며 오른쪽 끝을 열어 둘지 닫을지 선택할 수 있습니다. 열린 끝에서 공기 분자는 자유롭게 움직일 수 있고 정상파는 분자 변위를 위한 반대 노드(평형에서 최대 변위 지점)를 갖습니다. 닫힌 끝에서 분자는 자유롭게 움직일 수 없으므로 정상파에는 분자 변위 노드가 있습니다(즉, 분자가 그곳으로 이동하지 않음). 이것은 파이프에 대해 서로 다른 공진 조건을 초래하므로 열린 파이프에서 정상파를 생성하는 주파수는 파이프가 닫힌 끝을 가질 때 정상파를 생성하는 주파수와 다릅니다.