Sataman suu: leviävät aallot

Opettavainen simulaatiopeli. Ennusta, miten meren aallot leviävät satamamuurin aukosta: ensimmäinen tyyni suunta, aukko, jolla kiinnitetty vene pysyy paikallaan, aallonpituus, aukko, jolla aallot täyttävät sataman, ja tyyni kulma aaltojen nopeudesta ja jaksonajasta; käännä sitten aaltomittaria.

DiffraktioVesiaallot

SATAMAN SUU

Ensimmäinen tyyni suunta

Valmis
Ota JavaScript käyttöön kääntääksesi aaltomittaria. Ohjeet ja ratkaistu esimerkki ovat yhä luettavissa.
Aallot (vaalea ja tumma: korkea; harmaa: tyyni)Aaltomittari ja veneetEnnusteesiMuuri ja asteikko
Aallotsin θ = λ ÷ a

Aika

0.00 s

t

Aallonpituus

— m

λ

Aukko

— m

a

Mittarin kulma

— °

θ

Aallonkorkeus

— %

A

Ennusta ennen kuin aloitat

Kirjoita ennusteesi, niin kaikki valmistellaan. Aloita pysyy pois päältä, kunnes vastaus on annettu.

Ennusta, missä vesi pysyy tyynenä.

Tehtävän pisteet—

Jokaisen vastauksen on oltava 2 %:n tarkkuudella oikein: kukin tuo 100 pistettä. Oikein ensimmäisellä kokeella tuo 50 lisää. Koe lasketaan heti, kun se alkaa.

✓ Oikea vastaus① Ensimmäisellä yrityksellä

Näin pelaat Sataman suuta

  1. Valitse testi ja lue kortista aallonpituus, aukko tai kulma.
  2. Käytä kaavoja sin θ = λ ÷ a, kun θ mitataan suoraan eteenpäin olevasta suunnasta, ja λ = v·T.
  3. Kirjoita ennusteesi ja paina Aloita. Aaltomittari kääntyy suoraan eteenpäin olevasta suunnasta muuriin.
  4. Vertaa oransseja katkoviivoja tyyniin suuntiin satamassa ja kuvaajassa.

Diffraktio

Aukon läpi tai esteen ohi kulkevat aallot eivät jatka suorana keilana: ne leviävät taakse jäävään tilaan. Tämä on diffraktiota eli taipumista. Leviämisen määrä riippuu aukosta verrattuna aallonpituuteen. Monen aallonpituuden levyinen aukko päästää läpi melko kapean keilan; noin aallonpituuden levyinen aukko levittää aallot kuin ne lähtisivät yhdestä pisteestä. Kaukana a:n levyisen aukon takana aallot ovat voimakkaimpia suoraan eteenpäin ja heikkenevät sivuille, ja tyynissä suunnissa aukon eri osista tulevat aallot kumoavat toisensa; ensimmäinen on kohdassa sin θ = λ ÷ a. Siksi kuulet jonkun kulman takaa (ääniaallot ovat suunnilleen oven levyisiä) mutta et näe häntä (valoaallot ovat alle tuhannesosamillimetrin mittaisia). Satamainsinöörit käyttävät samaa sääntöä päättäessään, missä veneet ovat aallonmurtajan takana rauhassa.

Rajattu oppimismalli

Kuvio on piirretty sellaisena kuin se olisi kaukana aukosta: aallonkorkeus |sin β ÷ β|, missä β = π·a·sin θ ÷ λ, sama joka etäisyydellä. Aallot eivät heijastu muurista eivätkä menetä energiaa levitessään, ja merenpohja on tasainen. Aallot on piirretty hidastettuina, yksi harja sekunnissa. Vastaukset 2 %:n tarkkuudella ovat oikein.

Kielen vaihtaminen säilyttää kokeen, ennusteen, yritykset ja ajon.