Συσκευή κυματισμών ECOS (ALTAY spa) Μέρη-συναρμολόγηση-ενδεικτικά πειράματα ECOS (ALTAY spa) Μέρη-συναρμολόγηση-ενδεικτικά πειράματα 1ΕΚΦΕ Ιωαννίνων.

Παρουσίαση με θέμα: "Συσκευή κυματισμών ECOS (ALTAY spa) Μέρη-συναρμολόγηση-ενδεικτικά πειράματα ECOS (ALTAY spa) Μέρη-συναρμολόγηση-ενδεικτικά πειράματα 1ΕΚΦΕ Ιωαννίνων."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Συσκευή κυματισμών ECOS (ALTAY spa) Μέρη-συναρμολόγηση-ενδεικτικά πειράματα ECOS (ALTAY spa) Μέρη-συναρμολόγηση-ενδεικτικά πειράματα 1ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

2 2

3 Τι περιέχει η συσκευή ΕίδοςΠοσ. Διαφανή λεκάνη με επίπεδο ισοπαχή γυάλινο πυθμένα και οπή απορροής1 Κοχλίες οριζοντίωσης8 Ηλεκτρονικός ελεγκτής1 Φυσητήρα αέρα1 Σημειακή φωτεινή πηγή αλογόνου με στέλεχος & καλώδια τροφοδοσίας1 Κάτοπτρο με βάση στήριξης1 Οθόνη προβολής1 Μαύρα πάνελ σκίασης3 Ευθύγραμμο Διεγέρτη με δύο κυλινδρικούς μαγνήτες στήριξης1 Μονό διεγέρτη με κυλινδρικό μαγνήτη στήριξης1 Στήριγμα διεγερτών με στέλεχος1 Σειρά μεταλλικών εμποδίων : Δύο μακριά ευθύγραμμα εμπόδια Ένα κοντό, ευθύγραμμο εμπόδιο Ένα καμπύλο εμπόδιο (παραβολικό κάτοπτρο) Ένα εμπόδιο «ορθή γωνία» 1 3ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

4 Τι περιέχει η συσκευή ΕίδοςΠοσ. Σειρά οπτικών εμποδίων από Plexiglas με στηρίγματα Ένα με παράλληλες πλευρές Ένας συγκλίνων φακός Ένας αποκλίνων φακός Ένας ορθογώνιο τρίγωνο Ένα ισοσκελές τρίγωνο 1 Ορθοστάτης σημειακής φωτεινής πηγής αλογόνου1 Στήριγμα ορθοστάτη σημειακής φωτεινής πηγής αλογόνου1 Καλώδια τροφοδοσίας φυσητήρα αέρα2 Μεταλλικοί πείροι ένωσης πλαϊνών πάνελ8 Πλαστικοί πείροι σύνδεσης6 Σωλήνα απορροής latex και εξάρτημα ρύθμισης ροής1 Στροβοσκόπια χειροκίνητα8 4ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

5 Τι περιέχει η συσκευή (φωτογραφίες) Διαφανής πλαστική λεκάνη, με γυάλινο, επίπεδο και ισοπαχή πυθμένα διαστάσεων περίπου 52 x 44,5 x 5cm και οπή απορροής. Οκτώ κοχλίες οριζοντίωσης Ένα στήριγμα ορθοστάτη σημειακής φωτεινής πηγής αλογόνου Εξάρτημα ρύθμισης απορροής 5ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

6 Τι περιέχει η συσκευή (φωτογραφίες) Φυσητήρας αέρα Ηλεκτρονικός ελεγκτής 6ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

7 Τι περιέχει η συσκευή (φωτογραφίες) Κάτοπτρο με βάση στήριξης Οθόνη προβολής Πλαϊνά πάνελ σκίασης Πίσω πάνελ σκίασης 7ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

8 Τι περιέχει η συσκευή (φωτογραφίες) Μονός διεγέρτης για την παραγωγή κυκλικών παλμών και κυκλικών περιοδικών κυμάτων Διπλός διεγέρτη για την επίδειξη των κροσσών συμβολής Ευθύγραμμος διεγέρτης για την παραγωγή ευθύγραμμων παλμών και ευθύγραμμων περιοδικών κυμάτων και την επίδειξη της ανάκλασης και της διάθλασης. 8ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

9 Τι περιέχει η συσκευή (φωτογραφίες) Δύο μακριά ευθύγραμμα εμπόδια για εκτέλεση πειραμάτων περίθλασης σε ακμή και της αρχής του Huygens. Ένα κοντό, ευθύγραμμο εμπόδιο που σε συνδυασμό με τα προηγούμενα, χρησιμοποιείται στα πειράματα περίθλασης και συμβολής από διπλή ή τριπλή σχισμή. Ένα καμπύλο εμπόδιο για την επίδειξη της συμπεριφοράς των υδάτινων κυμάτων πάνω σε κοίλο ή κυρτό κάτοπτρό. Ένα εμπόδιο «ορθή γωνία» που αναπαράγει την οπτική αναλογία δύο κατόπτρων 90°. Σειρά οπτικών εμποδίων από Plexiglas χρησιμοποιούνται για τη μείωση της ταχύτητας των επιφανειακών κυμάτων λόγω της μείωσης του βάθους του υγρού. * Τα στηρίγματα των εμποδίων αυτών δεν υπάρχουν στο κιτ που δόθηκε στα σχολεία. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε νομίσματα ή ροδέλες από τη συσκευή μελέτης κεντρομόλου δύναμης. 9ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

10 Μέρη (φωτογραφίες) Σημειακή στροβοσκοπική φωτεινή πηγή αλογόνου προσαρμοσμένη σε κατάλληλο ορθοστάτη. Στροβοσκόπια χειροκίνητα με ισαπέχουσες σχισμές 5cm 10ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

11 Συναρμολόγηση (βήματα) 1 2 34 11ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

12 Συναρμολόγηση (βήματα) 56 78 12ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

13 Συναρμολόγηση (βήματα) 910 11 Πηγή επιπέδων κυμάτων Πηγή κυκλικών κυμάτων 1212 Δύο σύγχρονες πηγές κυκλικών κυμάτων 13ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

14 Σημειακή φωτεινή πηγή αλογόνου Ορθοστάτης Λεκάνη κυματισμών Διπλός διεγέρτης Κοχλίας οριζοντίωσης Κάτοπτρο προβολής Οθόνη προβολής Καμπύλο εμπόδιο Ηλεκτρονικός ελεγκτής Φυσητήρας αέρα Σωλήνας απορροής και εξάρτημα ρύθμισης απορροής Καλώδια σύνδεσης Η συσκευή συναρμολογημένη 14ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

15 Παραγωγή και διάδοση παλμών και περιοδικών κυμάτων (ευθύγραμμων και κυκλικών) Μέτρηση του μήκους κύματος και Υπολογισμός ταχύτητας διάδοσης Σχέση της ταχύτητας διάδοσης και του βάθους του νερού Παραγωγή ευθύγραμμων κυμάτωνΠαραγωγή κυκλικών κυμάτων 15ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

16 Γεμίζουμε με νερό μέχρι το βάθος περ. 0,8 cm. Ρυθμίζουμε τη συχνότητα σε 10 Hz και παρατηρούμε τα δημιουργούμενα κύματα. Υπολογίζουμε το μήκος κύματος λ, μετρώντας το μήκος 5λ στην οθόνη. Το λ είναι μεγεθυμένο. Υπολογίζουμε το πραγματικό μήκος διαιρώντας το με το συντελεστή μεγέθυνσης(=φαινομενικό μήκος ενός αντικειμένου στην οθόνη/πραγματικό του μήκος μέσα στο νερό) Υπολογίζουμε την ταχύτητα διάδοσης υ. Επαναλαμβάνουμε και για συχνότητες 15, 20,… Hz. Συμπληρώνουμε κατάλληλο πίνακα. Παραγωγή και διάδοση παλμών και περιοδικών κυμάτων (ευθύγραμμων και κυκλικών) Μέτρηση του μήκους κύματος και Υπολογισμός ταχύτητας διάδοσης Σχέση της ταχύτητας διάδοσης και του βάθους του νερού 16ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

17 Παραγωγή κυκλικών κυμάτων Παραγωγή και διάδοση παλμών και περιοδικών κυμάτων (ευθύγραμμων και κυκλικών) Μέτρηση του μήκους κύματος και Υπολογισμός ταχύτητας διάδοσης Σχέση της ταχύτητας διάδοσης και του βάθους του νερού 17ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

18 Παραγωγή ευθύγραμμων κυμάτων Παραγωγή και διάδοση παλμών και περιοδικών κυμάτων (ευθύγραμμων και κυκλικών) Μέτρηση του μήκους κύματος και Υπολογισμός ταχύτητας διάδοσης Σχέση της ταχύτητας διάδοσης και του βάθους του νερού 18ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

19 f (Hz) λ (m) υ (m/s)=λ.f Η γραφική παράσταση του λ με το 1/f πρέπει να προσεγγίζει μια ευθεία της οποίας η κλίση παριστάνει την ταχύτητα διάδοσης υ Παραγωγή και διάδοση παλμών και περιοδικών κυμάτων (ευθύγραμμων και κυκλικών) Μέτρηση του μήκους κύματος και Υπολογισμός ταχύτητας διάδοσης Σχέση της ταχύτητας διάδοσης και του βάθους του νερού Τεχνική Υπόδειξη: Βρείτε το μήκος κύματος μετρώντας π.χ. απόσταση 5λ. 19ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

20 Για μικρού πλάτους κυμάνσεις ισχύει προσεγγιστικά, όταν το βάθος είναι μικρό: Όπου g= επιτάχυνση. της βαρύτητας και D= Βάθος νερού Επαναλαμβάνουμε το πείραμα για διάφορα βάθη νερού για την ίδια συχνότητα. Τι μπορεί να παρατηρήσουμε; Παραγωγή και διάδοση παλμών και περιοδικών κυμάτων (ευθύγραμμων και κυκλικών) Μέτρηση του μήκους κύματος και Υπολογισμός ταχύτητας διάδοσης- Σχέση της ταχύτητας διάδοσης και του βάθους του νερού 20ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

21 Ανάκλαση ευθύγραμμων κυμάτων σε ευθύγραμμο εμπόδιο. Μπορούμε να αποδείξουμε ότι η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης; 21ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

22 Ανάκλαση ευθύγραμμων κυμάτων σε παραβολικό εμπόδιο. Τι παρατηρούμε; Αν χρησιμοποιήσουμε τη σημειακή πηγή κυμάτων, τι σχήμα πρέπει να έχουν τα ανακλώμενα κύματα; 22ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

23 Διάθλαση ευθύγραμμων κυμάτων σε τριγωνικό πρίσμα. Τι παρατηρούμε; Τεχνικές Υποδείξεις: Είναι αρκετά δύσκολο να πετύχει αυτό το πείραμα. Το νερό πάνω από το πρίσμα δεν πρέπει να έχει βάθος πάνω από 2-3 mm, για βάθος νερού περίπου 1,5 cm. Για να έχουμε μεγάλη διαφορά ταχύτητας κυμάτων πάνω από το πρίσμα σε σχέση με το συνολικό βάθος τοποθετούμε το πρίσμα σε λεπτά νομίσματα ή ροδέλες. Αποφύγετε φαινόμενα επιφανειακής τάσης εξ αιτίας του λεπτού στρώματος νερού πάνω από το πρίσμα. Μπορούμε να ελαττώσουμε την επιφανειακή τάση προσθέτοντας λίγο διαλυτικό. 23ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

24 Διάθλαση ευθύγραμμων κυμάτων σε τριγωνικό πρίσμα. Μπορούμε να αποδείξουμε το Νόμο του Snell: για τη διάθλαση των κυμάτων; Με ποιο τρόπο; na/nb=λa/λb 24ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

25 Συμβολή κυμάτων από δύο σύμφωνες πηγές: Μπορούμε να αποδείξουμε τις συνθήκες ενισχυτικής ή αποσβεστικής συμβολής; Τι συμβαίνει όσο αυξάνεται η συχνότητα των κυμάτων; 25ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

26 Πειράματα περίθλασης κυμάτων σε εμπόδιο ή σχισμές. Πείραμα επίδειξης του φαινομένου Doppler Τεχνικές Υποδείξεις: Στερεώστε την πηγή κυκλικών κυμάτων σε μια ελαφριά ράβδο από σιδηρομαγνητικό υλικό και μετατοπίστε τη με σταθερή ταχύτητα έτσι ώστε η πηγή να δημιουργεί κύματα σταθερού πλάτους. 26ΕΚΦΕ Ιωαννίνων

27  Οδηγίες χρήσης της συσκευής (ECOS-ALTAY)  «Συμπληρωματικά στοιχεία για τη συσκευή κυματισμών» από το ΕΚΦΕ Ηλείας (Ηλίας Καλογήρου)-Φεβρουάριος 2008: Πολύ αναλυτικές οδηγίες χρήσης της συσκευής με πολλές τεχνικές λεπτομέρειες.  Εργαστηρ. Οδηγός Φυσικής PSSC  Arons: Oδηγός διδασκαλίας της Φυσικής, εκδ. Τροχαλία.  Wikipedia στο άρθρο “Ripple Tank”.  Basic Experiments with ripple tanks του Nuffield Foundation  Ripple Tank Systems της PASCO  Προσομοίωση: Virtual Ripple Tank του Phet Project (For teachers) : http://phet.colorado.edu/el/contributions/view/2918, ανακτήθηκε 26/1/13 http://phet.colorado.edu/el/contributions/view/2918  http://webphysics.davidson.edu/applets/ripple/ripple_js.html (Προσομοίωση σε Java), ανακτήθηκε 26/1/13 http://webphysics.davidson.edu/applets/ripple/ripple_js.html 27ΕΚΦΕ Ιωαννίνων