An’s Physics Lecture 시뮬레이터

WAVES & VIBRATIONS

펄스 중첩

서로 마주 오는 펄스의 변위가 어떻게 더해지는지 관찰한다.

시작 대기
t0.00 s
중심이 만나는 시간t_\mathrm{meet}
—s
관측점: 펄스 1y_1
—m
관측점: 펄스 2y_2
—m
관측점: 합성y
—m

가우스 펄스의 선형 중첩

반사와 분산이 없는 균일한 1차원 매질이다. 처음에 두 중심은 2\,\mathrm{m}와 10\,\mathrm{m}에 있고 같은 속력으로 마주 온다. 진폭의 부호는 위·아래 변위를 뜻한다. 폭 \sigma는 가우스 함수의 표준편차이다. 화면 세로축은 가로축과 다른 축척이다.

y_i=A_i\exp\left[-\frac{(x-x_i(t))^2}{2\sigma^2}\right],\qquad y=y_1+y_2
x_1=2+vt,\qquad x_2=10-vt,\qquad t_\mathrm{meet}=\frac{4}{v}

겹친 뒤에도 각 펄스는 원래 모양으로 진행한다. 중심이 화면 끝에 도달하면 자동 정지한다. ‘만나는 순간’은 현재 조건의 겹침 시각을 정지해서 보여 준다. 관측 위치는 입력칸이나 그림의 관측점 손잡이로 바꾼다.

조작과 초기화

슬라이더 또는 오른쪽 값을 직접 입력하고 Enter나 Tab으로 확정한다. 물리 조건을 바꾸면 시간을 0으로 되돌리고 정지한다. 관측 위치와 표시 도구 변경은 시간을 유지한다. 처음으로는 현재 조건을 유지하고, 전체 초기화는 조건·배속·표시 도구도 기본값으로 되돌린다.

Space 재생·일시정지 · → 정지 중 0.025 s 진행 · R 처음으로 · F 집중 모드 · Esc 창·집중 모드 닫기. 입력칸에서는 화살표를 원래의 값 조절에 사용한다. 그림 위 두 손가락 확대·축소와 스크롤을 허용한다.

보강과 상쇄

y=y_1+y_2

해 보기 같은 방향과 반대 방향 프리셋에서 ‘만나는 순간’을 누른다. 0.10 m와 −0.10 m의 합은 0인지 확인한다.

펄스는 통과한다

x_1=2+vt,\quad x_2=10-vt

해 보기 반대 방향에서 재생한다. 순간적으로 합성 변위가 0이어도 이후 두 펄스가 다시 나타난다.

한 점의 변위

y(x_\mathrm{P},t)=y_1(x_\mathrm{P},t)+y_2(x_\mathrm{P},t)

해 보기 관측 위치를 6 m에서 4 m로 옮기며 각 변위와 합성 변위를 비교한다.