Phần mềm Sóng học - Making Wave
26/01/2009

Các bạn thân mến! Các bạn đều biết, sóng đều tồn tại ở xung quanh chúng ta. Từ các loại sóng chúng ta có thể cảm nhận được như sóng vô tuyến giúp truyền phát các chương trình truyền hình, các chương trình phát thanh cho đến các loại sóng âm, sóng siêu âm được sử dụng trong phân tích y khoa. Nói tóm lại là sóng học luôn tồn tại và là một phần bất biến của cuộc sống. Chính vì thế mà các nhà vật lý học đã không ngừng tìm hiểu và nghiên cứu về một lĩnh vực luôn đem lại nhiều thú vị này.


Nhưng trong học tập và giảng dạy môn học vật lý trong trường học, việc truyền đạt cho học sinh về sự chuyển động linh hoạt của những tương tác sóng hay mô phỏng về các bài học về sóng luôn là một thách thức của các thầy cô giáo. Vậy làm thế nào để tạo ra những bài giảng thật sinh động và trực quan về sự chuyển động của sóng học? Có một phần mềm rất hay có tên gọi Making Wave. Phần mềm sẽ giúp các bạn xây dựng các loại sóng tương tác, cho phép các bạn tự tạo và khảo sát tỉ mỉ trạng thái các dạng sóng ngang hay sóng dọc. Phần mềm sẽ giúp các bạn học sinh tiếp thu được bài học về sóng một cách nhanh chóng, khơi dậy khả năng trực giác của học sinh với những tương tác sóng trong quá trình chuyển động. Making Wave được thiết kế dành riêng cho học sinh phổ thông và cả sinh viên nghiên cứu vế lĩnh vực vật lý thú vị này.

Nhân dịp mùa Xuân mới Kỷ Sửu 2009, bài viết này sẽ giới thiệu và hướng dẫn các bạn cách sử dụng phần mềm Sóng học Making Wave.

Các bạn có thể download bản dùng thử tại địa chỉ:

http://www.LivingGraphs.com/common/products/mw/files/mw.msi

Phần mềm Making Wave được thiết kế khá dễ dùng. Sau đây, bài viết sẽ giới thiệu đến các bạn một số những chức năng cũng như cách sử dụng phần mềm này trong quá trình thiết kế mô hình sóng học.

Sau khi download và cài đặt, giao diện màn hình của phần mềm như sau:


Cách sử dụng phần mềm rất đơn giản nhưng lại rất hiệu quả. Với phần mềm này, giáo viên có thể dễ dàng tạo ra những ví dụ về sóng học trên những bài giảng của mình. Tác giả sẽ hướng dẫn các chức năng chính cũng như các bước tiếp cận phần mềm một cách nhanh chóng.

Trên giao diện màn hình, các bạn sẽ thấy có một số các menu con trên thanh thực đơn quan trọng mà người sử dụng có thể tiếp cận nhanh trong quá trình sử dụng như: Graph, Wave, Simulation và một số lệnh trên thanh công cụ như:



Thực đơn Graph:

Trên thực đơn này, các bạn sẽ thấy các lệnh sau:

- Chọn lệnh Type, các bạn sẽ thấy hai lệnh: Transverse mô phỏng chuyển động sóng ngang và Longitudinal mô phỏng chuyển động sóng dọc.

- Show Axes: Ẩn/ Hiện trục tọa độ.

- Show Grid: Ẩn/Hiện lưới trên nền giao diện

- Plot Density: Hiển thị mật độ (%) của đường sóng

- Graph Properties: Hiển thị màu sắc, font chữ hiển thị trên màn hình thiết kế sóng.

Thực đơn Wave:

Với thực đơn này có hai lệnh rất quan trọng góp phần tạo ra các bước sóng trong vật lý



- New Base Wave…: Tạo sóng mới

- New Wave Sum…: Tạo tổng hợp của các sóng

Ngoài ra, phần mềm còn có thêm hai lệnh như sau:

- Show: Hiển thị các bước sóng (các sóng đơn và sóng tổng hợp).

- Hide: Ẩn các bước sóng (các sóng đơn và sóng tổng hợp).

Thực đơn Simulation:

Thực đơn này gồm một số các lệnh giúp các bạn tạo ra những mô phỏng chuyển động cho các bước sóng.

- Time Step…: Thông số lần thực hiện bước sóng.

- Plot Rate: Kích chọn kiểu tốc độ nhanh chậm cho chuyển động của các bước sóng.

- Run Forward: Chuyển động tiến của bước sóng

- Run Backward: Chuyển động lùi của bước sóng

- Stop Simulation: Dừng mọi chuyển động của các bước sóng.

- Nếu bạn muốn xem từng chuyển động rõ rệt hơn trên các bước sóng này, các bạn hãy kích chọn lên các lệnh trên thực đơn là: Step Forward, Step Backward.

Trên thực đơn này, có một lệnh khá hữu ích, giúp bạn xuất các file chuyển động này sang dạng file video. Lệnh Start Recording Movie: Xuất sang định dạng file avi. Với lệnh này, file avi tạo ra các bạn có thể chèn vào các file bài giảng của mình.

Các lệnh này, các bạn có thể thao tác nhanh chóng và thuận tiện với các nút lệnh trên thanh công cụ dưới đây:

Trên đây là một số các thực đơn quan trọng của phần mềm. Chúng ta có thể cùng nhau tạo một ví dụ về việc mô phỏng chuyển động của một bước sóng theo các bước sau đây.

Bước 1. Chọn File/New hay nút lệnh để tạo mới một file chuyển động sóng.

Cửa sổ New Ducument xuất hiện, bạn chọn các dạng file mới:

- Blank graph: Tạo file hoàn toàn mới để thiết kế kiểu sóng.

- Graph with examples of transverse waves: tạo file ví dụ mẫu với các bước sóng ngang.

- Graph with examples of longitudinal waves: tạo file ví dụ mẫu với các bước sóng dọc.

Sau khi chúng ta chọn Blank graph, màn hình với hệ trục tọa độ xuất hiện. Từ đó chúng ta sẽ tạo ra các bước sóng trên giao diện chính trên màn hình thiết kế này.

Bước 2.Tạo bước sóng.

Chọn thực đơn Wave/New Base Wave hoặc kích lên nút lệnh trên thanh công cụ. Hộp thoại thông số tạo bước sóng xuất hiện:

- Title: Tên của bước sóng

- Amplitude: Biên độ của bước sóng

- Length: Độ dài của bước sóng.

- Phase Shitt: Pha của sóng

Như vậy là các bạn có thể nhập các thông số cơ bản của một bước sóng vào các ô text như trên. Ngoài ra, chọn nút lệnh Customize Appearance để định dạng một số về màu sắc (giúp phân biệt giữa nhiều bước sóng trong thiết kế), chọn kiểu style (kiểu điểm hay đường thẳng) hay thickness (độ dày, bề dày của các đường sóng).

- Kích chọn Create để tạo bước sóng, màn hình thiết kế sẽ xuất hiện một bước sóng đẹp như hình vẽ.

Điều đặc biệt là khi bạn di chuột lên đường sóng, trỏ chuột biến thành hình bàn tay. Bạn có thể di trái chuột để xem chuyển động của đường sóng. Lệnh này khá là thú vị trong quá trình bạn thiết kế bước sóng.

Bước 3. Tạo chuyển động cho bước sóng

Sau khi thiết kế một bước sóng đơn giản như các bước trên. Các bạn kích chọn lên đường sóng thiết kế, kích chuột phải

Hộp thoại Base Wave Properties xuất hiện. Các bạn có thể điều chỉnh lại Biên độ bước sóng, độ dài của bước sóng, pha sóng và quan trọng là nhập tốc độ chuyển động cho bước sóng vào ô Speed (thông số Speed có giá trị lớn hơn 0 và chuyển động nhanh hay chậm sẽ phụ thuộc vào thông số này). Sau đó kích chọn OK.

Tiếp theo, các bạn chỉ cần kích chọn lên các nút Run trên thanh công cụ để xem quá trình chuyển động của bước sóng.

Bước 4. Xuất chuyển động của bước sóng ra file *.avi.

Đây là bước cuối cùng để hoàn thành việc tạo bước sóng và đi vào ứng dụng. Từ file *.avi được xuất ra, các bạn có thể chèn vào các bài giảng điện tử của mình một cách thuận lời và sinh động.

Các bạn kích nút Run cho quá trình sóng chuyển động (nhất thiết phải thực hiện bước này) đểchương trình có thể ghi lại quá trình chuyển động của sóng và xuất sang file dạng *.avi.

Các bạn thực hiện lệnh: SimulationStart Recording Movie…, nhập tên file *.avi của bạn, sau đó nhấn phím Save. Phần mềm convert song khi bạn vào lại thực đơn và chọn lệnh Stop Recording Movie.

Đây là một công cụ tuyệt vời dành cho học sinh và giáo viên yêu thích và đam mê môn học Vật lý, đặc biệt là chủ đề về Sóng. Với bài giới thiệu này, hy vọng giáo viên có thể ứng dụng được một cách hiệu quả chức năng nhỏ bé này cho các bài giảng sinh động của mình. Chúc các thầy cô thành công.
URL của bài viết này::http://www.vnschool.net/modules.php?name=News&file=article&sid=2933