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Oliver Natt

Physik mit Python

Simulationen, Visualisierungen und Animationen von Anfang an

Animationen

Kapitel 2: Einführung in PythonKapitel 3: NumPy und MatplotlibKapitel 4: Physikalische GrößenKapitel 5: Kinematik des MassenpunktsKapitel 6: Statik von MassenpunktenKapitel 7: Dynamik des MassenpunktsKapitel 8: MehrteilchensystemeKapitel 9: ZwangsbedingungenKapitel 10: SchwingungenKapitel 11: WellenKapitel 12: Graphische BenutzeroberflächenKapitel 13: Objektorientierte Simulationen Abb. 11.1: Transversal- und LongitudinalwelleAbb. 11.3: Masse-Feder-KetteAbb. 11.4: Stehende WelleAbb. 11.6: Interferenz: KreiswellenAbb. 11.11: Brechung (Huygensschen Prinzip)Abb. 11.12: Brechung (Wellenbild)Abb. 11.13: Dopplereffekt: VisualisierungAbb. 11.15: Dopplereffekt: Simulation des GeräuschsAbb. 11.16: Phasen- und GruppengeschwindigkeitAbb. 11.17: Dispersion eines WellenpaketsLongitudinalwelle: Kurzer Puls, kleine AmplitudeLongitudinalwelle: Langer Puls, große AmplitudeTransversalwelle: Kurzer Puls, kleine AmplitudeTransversalwelle: Langer Puls, große AmplitudeReflexion einer Transversalwelle am losen EndeReflexion einer Longitudinalwelle am losen EndeFast stehende Welle: Unterschiedliche AmplitudeFast stehende Welle: Unterschiedliche FrequenzTotalreflexion: Huygenssches PrinzipTotalreflexion: Grenzwinkel im WellenbildMachscher KegelDopplereffekt: Ton und graphische DarstellungDopplereffekt: FrequenzverschiebungPhonoendispersionsrelationGitterschwingungen: Dispersionsrelation und Masse-Feder-Modell

Aufgabe 11.1: Longitudinalwelle auf einer Masse-Feder-Kette Auf einer Masse-Feder-Kette wird eine Longitudinalwelle angeregt. Gegenüber der Darstellung in Abb. 11.3 wurde die Anregung der Transversalwelle weggelassen und die Amplitude erhöht. Das Verhalten ist gegenüber Abb. 11.3 nahezu unverändert. (Oben) Animierte Darstellung der einzelnen Massen. (Unten) Momentanauslenkung der Transversal- und der Longitudinalkomponente als Funktion des Ortes.