Programy dydaktyczne dla studentów WFiIS

Na tej stronie można znaleźć odnośniki do kolekcji programów dydaktycznych, które w dużym stopniu są już przestarzałe jeżeli chodzi o narzędzia programowe, ale jak pokazuje praktyka działają i bywają czasami przydatne do ilustracji pewnych zjawisk fizycznych.


1. WavePack - zachowanie pakietu falowego
Autor: Lucjan Pytlik
Wymagania: PC486, DOS lub okno DOS w Windows 9x

Opis: Program rozwiązuje równanie Schroedingera zależne od czasu i wylicza podstawowe parametry pakietu falowego w czasie jego ewolucji. Poprzez zadanie odpowiedniego potencjału istnieje możliwość zademonstrowania całej gamy interesujących zjawisk takich jak odbicie od bariery, tunelowanie przez barierę, rozpędzanie i hamowanie pakietu w obszarach gradientu potencjału, interferencja pakietu ze sobą na podwójnej barierze, propagacja pakietu przez kryształ w zakresie pasma dozwolonego i w zakresie przerwy energetycznej oraz zachowanie stanów własnych w studni potencjału. Program jest opracowany w dwóch wersjach: demonstracyjnej (szybkie pokazanie wybranych zachowań dla celów np. wykładowych) oraz pełnej do samodzielnego ustawiania parametrów pakietu i potencjału.

Propagacja pakietów falowych


2. IsingOrd - uporządkowanie magnetyczne w modelu Isinga
Autor: Lucjan Pytlik
Wymagania: PC486DX, DOS lub okno DOS w Windows 9x

Opis: Program pokazuje symulację Monte-Carlo magnetycznego przejścia fazowego w modelu Isinga. W trakcie obliczeń program pokazuje na bieżąco animację układu spinów oraz rozkład fluktuacji wartości namagnesowania. Pozwala również na zmianę pola magnetycznego i temperatury bez przerywania obliczeń czyli np. ogrzewanie i schładzanie układu z demonstracją uporządkowywania i rozporządkowywania układu. Po cyklu obliczeń w danej temperaturze i polu program pozwala wyświetlić przebieg czasowy namagnesowania, histogram rozkładu fluktuacji oraz przestrzenną i czasową funkcję korelacji w układzie. Umożliwia to ilościowe pokazanie najbardziej istotnych cech osobliwych zachowań układu w okolicy przejścia fazowego.

Symulacja uporządkowania w modelu Isinga


3. PenChaos - ciekawe zachowania wahadła matematycznego
Autor: Lucjan Pytlik
Wymagania: PC486DX, DOS lub okno DOS w Windows 9x

Opis: Program pokazuje zachowanie wahadła matematycznego pod wpływem siły wymuszającej o charakterze oscylacyjnym przyłożonej do punktu zawieszenia wahadła. Punkt zawieszenie zostaje wprawiony w ruch po okręgu o danej amplitudzie z daną częstotliwością. Ruch wahadła pod wpływem tego wymuszenia jest prezentowany na ekranie w trzech wersjach: w przestrzeni fazowej na wykresie (w, f), rysunek wahadła w przestrzeni rzeczywistej oraz wykres całkowitej energii wahadła w funkcji czasu. Program pozwala na obserwację standardowego rezonansu przy częstotliwości wymuszenia bliskiej częstotliwości własnej wahadła (z regulowaną siłą tłumienia) oraz bardzo ciekawego zachowania wahadła związanego z wyjściem poza zakres drgań harmonicznych w okolicy częstości dwukrotnie większej od częstotliwości własnej. Można tam wywołać zarówno ruch wahadła dookoła punktu zawieszenia znany z dziecięcych zabaw z kamieniem na sznurku jak i cała gamę ruchów chaotycznych bądź okresowych ze zwiększonym okresem. Pokazuje to, że nawet tak prosty obiekt dynamiczny jak wahadło może przy uwzględnieniu nieliniowości równań wykazać niesamowicie bogatą gamę zachowań, które są pomijane przy standardowym opisie drgań harmonicznych.

Chaotyczne wahadełko


4. PenSolit - zachowania nieliniowe łańcucha wahadeł
Autor: Lucjan Pytlik
Wymagania: PC486DX, DOS lub okno DOS w Windows 9x

Opis: Program rozwiązuje rówania ewolucji mechanicznej łańcucha wahadeł sprzężonych ze sobą połączeniami sprężystymi. W zależności od wybranej opcji można demonstrować propogację normalnej fali harmonicznej (przy małych amplitudach zaburzenia), poruszanie się wzbudzeń nieliniowych (solitonów), ewolucję układu po wychyleniu środkowego wahadła o wybrany kąt (propagację fal lub kreację pary soliton-antysoliton) oraz zachowanie układu pod wpływem periodycznego wymuszenia na jednym z końców łancucha. Program jest dobrą ilustracją faktu, że nawet prosty układ ale z nieliniowym oddziaływaniem może wykazywać niesamowite wręcz bogactwo zachowań dynamicznych aż do chaosu włącznie

Wzbudzenia nieliniowe - Solitony


W razie jakichkolwiek pytań czy wątpliwości proszę bez wahania korzystać z poczty elektronicznej gdyż to umożliwi najszybszą odpowiedź czy dostarczenie dodatkowych wyjaśnień

Mój e-mail: pytlik@novell.ftj.agh.edu.pl
Telefon służbowy: 617-41-59