Naprava za prikaz valovanja


ustvarjeno z NetLogo

poglej/prenesi datoteko modela: Val.nlogo

KAJ JE TO?
---------------

Model simulira valovanje na opni. Štirje robovi opne so fiksirani v okviru. Zelena pravokotna površina predstavlja gonilno ploščo, ki se premika gor in dol ter prikazuje sinusno valovanje.


KAKO UPORABLJAMO
----------------

Krmila za posebnosti opne:

Drsnik TRENJE krmili količino trenja oziroma tanjšanje opne. Drsnik TRDNOST krmili moč uporabljeno na želvi in sicer z enoto za merjenje razlik v upogibanju med želvo in njenimi štirimi sosedi.

Krmila za gonilno moč:

Drsnik FREKVENCA-GONILNIKA krmili frekvenco, zaradi katere se zelena plošča opne (gonilna moč) premika gor in dol. Drsnik AMPLITUDA-GONILNIKA krmili največjo višino, do katere gre lahko zelena plošča opne.

Drsnika GONILNIK-X in GONILNIK-Y krmilita lego gonilnika. Drsnik VELIKOST-GONILNIKA opravlja z velikostjo gonilnika.

Krmila za gledanje valovanja:

Stikalo TRI-D? krmili točko gledanja sheme. OFF je za pogled od zgoraj (2-D pogled) in ON ti ponuja izometričen pogled na shemo, ob kotu izbranem z drsnikom KOT-GLEDANJA.


UPRAVLJANJE Z MODELOM
-----------------------

Klikni gumb NASTAVI, da nastaviš opno. Klikni na gumb ZAŽENI, da se prične izbrana površina opne (zelene želvice) premikati gor in dol.


STVARI, KI JIH JE DOBRO VEDETI
--------------------------------

Opna je bila narejena z metodo želvic. Vsaka želvica se pretvarja, kot bi bila povezana z razpoko s svojimi štirimi sosedami. V tem modelu se želvice gibajo le gor in dol -- smer moči JE vedno gor in dol. Večja je razlika med želvico in njenimi sosedami, večja je moč.

Ko se zelene želvice premikajo navzgor, povlečejo za sabo želvice, ki so njihove sosede, katere pa spet po vrsti povlečejo navzgor želvice, ki so pa njihove sosede, in tako naprej. Tako val potuje vzdolž opne. Ko val doseže rob opne (modre želvice), je val odbit nazaj do centra opne.

Amplituda zelenih želvic je pritrjena ne glede na trdoto opne. Kakorkoli že, zahteva premikanje toge opne veliko več moči za gibanje do vrednosti, ki jo z lahkoto dosežemo z netrdo opno. Četudi trdota opne naraste, bo višina vala ostala enaka, ker je amplituda ohranjena enaka.


STVARI, KI JIH JE DOBRO POIZKUSITI
------------------------------------

Poizkusi različne opne. Mehka opna ima vrednost trdnosti manjšo in trdna opna ima vrednost trdnosti večjo.

Poizkusi različne moči gonilnika, ali pa poizkusi spremeniti frekvenco ali amplitudo. Zanimivo je tudi spremeniti velikost in položaj moči gonilnika, da vidimo simetrično in asimetrično valovanje.

Poizkusi kreirati "stoječi val", v katerem se nekatere točke opne sploh ne premikajo.


RAZŠIRITEV MODELA
-------------------

V tem modelu je premikanje želvic samo v vertikalni smeri, pravokotno na opno. Spremeni model tako, da bo premikanje znotraj ravnine opne, x-y ravnine.

Seveda lahko dodaš še dodatne moči gonilnika tako, da narediš multi-vhod modela opne. Druga stvar, ki jo lahko poizkusiš je, da priložiš moči-gonilnika različne oblike valov, pri katerem se bo videlo, kako opna reagira na različne količine/vložke. Spremeni celotno obliko moči gonilnika.

Poizkusi zgraditi čvrst model, ki bo model oblik valov znoraj vseh treh dimenzij.

Namesto uporabe amplitude kreiraj val, ki ga spremeniš z nenehno uporabo fiksirane količine moči.


NETLOGO PRIHODNOSTI
---------------------

Zapomni si uporabo ŽELVICE-OD zapisnika, ki poišče želvice na sosednjem kosu.

Ključni korak v razvoju tega modela je bil kreirati notranji koordinatni sistem. X, Y in Z so samo tri želvičine spremenljivke. Lhko si predstavljaš, da so želvice postavljene noter in se premikajo naokrog v 3-prostoru. Ampak za prikaz želvic na zaslonu, ki so 2-dimenzionalne, morajo biti želvičine 3 koordinate včrtane na dve.

V 2-D pogledu sta želvičini koordinati x in y premaknjeni direktno na zaslon, z koordinata pa je prikazana samo s spreminjanjem barve želvic z uporabo primitivne BARVNE-LESTVICE.

V 3-D pogledu je izometrična projekcija uporabljena za premikanje x, y in z (želvičina prava lega) do xcor in ycor (njena lega na zaslonu). V tej projekciji naj bi točka na zaslonu odgovarjala večim kot samo eni točki v 3-dimenzionalnem koordinatnem sistemu. Tako v tej projekciji še vedno menjamo barvo želve glede na njeno lego, da pomagamo očesu razlikovati.

V 3-D verziji nima smisla, da želvice "skrivamo", če dosežejo vrh ali dno zaslona, saj so želvice skrite, če njihov računalniški ycor prekorači mejo zaslona.


ZASLUGE IN REFERENCE
---------------------

Zahvala gre Weiguo-u Yang za pomoč pri tem modelu.

Če se oziramo na ta model v študijskih publikacijah, prosim uporabite: Wilensky, U.(1996). NetLogo Naprava za prikaz valovanja. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/WaveMachine. Center za združitev učenja in računalniškega modeliranja, Northwestern University, Evanston, IL.

V drugih publikacijah, prosim uporabite: Copyright 1996 by Uri Wilensky. Vse pravice so pridržane. Poglej http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/WaveMachine za pogoje uporabe.

Model je poslovenila Klara Štravs, dne 14. 1. 2006.