Скачать презентацию ГОУ ВПО РГПУ им А И Герцена факультет Скачать презентацию ГОУ ВПО РГПУ им А И Герцена факультет

лекция 3.ppt

  • Количество слайдов: 8

ГОУ ВПО «РГПУ им. А. И. Герцена» факультет физики кафедра физической электроники Дисциплина: Решение ГОУ ВПО «РГПУ им. А. И. Герцена» факультет физики кафедра физической электроники Дисциплина: Решение физических задач на компьютере Лекция МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВОЛНОВЫХ ЯВЛЕНИЙ Лужков Александр Альбертович кандидат физ. -мат. наук, доцент LOGO

§ Волновые явления в той или иной форме встречаются во многих разделах физики. При § Волновые явления в той или иной форме встречаются во многих разделах физики. При изучении курса общей физики представляется методически целесообразным выделять волновые явления в виде отдельного модуля. Такой подход применяют многие авторы многотомных курсов общей физики. § Частью такого подхода является моделирование волновых явлений на компьютере – во-первых: оно проще для понимания, т. к. основано из первых принципов, не требующих сложной математики, вовторых: оно более наглядное, т. к. сопровождается созданием запоминающихся зрительных образов.

§ Волна - это особая форма коллективного движения материи, проявляющаяся в распространении в пространстве § Волна - это особая форма коллективного движения материи, проявляющаяся в распространении в пространстве с течением времени возмущения физической величины, т. е. изменяющееся со временем пространственное распределение максимумов и минимумов любой физической величины, например, плотности вещества, напряженности электрического поля, температуры, и т. д. § Основой математического описания любого вида волн является волновая функция и соответствующее волновое уравнение:

§ Электромагнитные волны – (Вакуум) = 2, 99792458· 108 м/с волновая функция § Акустические § Электромагнитные волны – (Вакуум) = 2, 99792458· 108 м/с волновая функция § Акустические волны – звук(16 Гц -20 к. Гц). (Воздух) = 331 м/c, (Вода) = 1490 м/c, сжатие, разряжение в жидкостях, в газах или в кристаллах - волны смещения атомов решетки. Волновая функция и волновое уравнение Отражение и преломление волн Интерференция и дифракция Специфические свойства волн(дисперсия, поляризация) Физические примеры волн

Методы моделирования волновых явлений 1. Прямое решение волнового уравнения численными методами 2. Решение системы Методы моделирования волновых явлений 1. Прямое решение волнового уравнения численными методами 2. Решение системы уравнений движения для прямых или эквивалентных моделей с сосредоточенными параметрами 3. Использование точных решений волнового уравнения 4. Метод идеализирован ных моделей источников

Метод моделей источников (для задач интерференции и дифракции) Метод моделей источников (для задач интерференции и дифракции)

Прохождение волны через границу раздела Прохождение волны через границу раздела

Моделирование с помощью точных решений Периодические граничные условия Закрепленные граничные условия Собственные частоты Скорость Моделирование с помощью точных решений Периодические граничные условия Закрепленные граничные условия Собственные частоты Скорость распространения собственных волн