Kuweta do prezentacji fal poprzecznych na powierzchni wody w projekcji cieniowej może być stosowana do rzucania obrazu wprost na sufit, najlepiej z wykorzystaniem stroboskopu, lub też na ścianę – z wykorzystaniem rzutnika (diaskopu). Przyrząd zawiera generator drgań z regulacją częstotliwości i zestaw akcesoriów, wymagając oprócz źródła światła jedynie zasilania napięciem stałym 6 V z zewnątrz.
Budowa/Opis techniczny:
Zestaw składa się z plastikowej kuwety o przezroczystym dnie wraz z modułem drgającym oraz akcesoriów do pokazu różnego typu fal.
Wymiary kuwety to 36 cm długości, 29 cm szerokości i 10 cm wysokości. Komora na wodę ma przezroczystą podstawę o kształcie kwadratu o boku 25 cm, a jej boki wyłożone są gąbką tłumiącą odbicia fal od ścianek. Głębokość komory to 3 cm.
Moduł drgający wymaga zewnętrznego zasilania napięciem stałym 6 V (pobór prądu do 400 mA), do tego celu służą gniazda bananowe (czerwone i czarne, z oznaczoną biegunowością) na płycie czołowej. Podłączenie zasilania sygnalizowane jest świeceniem czerwonej diody nad gniazdami. Uruchomieniu przyrządu służy włącznik bistabilny „ON/OFF" – włączenie modułu drgającego sygnalizowane jest zaświeceniem kolejnej czerwonej diody nad napisem „POWER". Po prawej stronie kuwety znajduje się pokrętło zmiany częstotliwości drgań końcówki modułu, wystającej nad powierzchnię wody, do której umocowuje się różne przystawki wytwarzające fale.
Do akcesoriów należą generatory fal: jedno źródło punktowe fal kolistych (pręt aluminiowy w kształcie wydłużonej litery Z, montowane od dołu w otworze końcówki modułu i dokręcane śrubką w nim), podwójne źródło punktowe fal kolistych (w kształcie wydłużonej litery C, z plastikowym elementem w środku, posiadającym otwór do umocowania na pręcie w kształcie litery L, który jest mocowany od dołu krótszym bokiem w drgającej końcówce modułu) oraz źródło liniowe fal płaskich (blaszka długości 12 cm z trójkątnym wycięciem i otworem do umocowania w pręcie kształtu litery L jak wyżej). Oprócz generatorów w akcesoriach znajdują się przeszkody do ustawiania na drodze fal: blaszka długości 16 cm, dwie blaszki długości 11 cm oraz blaszka długości 4 cm ze wspornikiem z pleksiglasu.
Działanie:
Po napełnieniu kuwety wodą i umieszczeniu pożądanego źródła fal w końcówce drgającej obserwujemy powstające fale, najlepiej w projekcji oddolnej na sufit, przy czym idealnym przypadkiem jest wykorzystanie do oświetlenia stroboskopu o regulowanej częstotliwości błysków, który pozwoli „zatrzymać" obraz poruszających się fal na ekranie.
Przykładowe demonstracje:
- fala kolista (pojedyncze źródło punktowe),
- fala płaska (źródło liniowe),
- interferencja dwóch fal kolistych (podwójne źródło punktowe),
- odbicie fali od przeszkody (źródło liniowe i długa przeszkoda),
- dyfrakcja fali na otworze (źródło liniowe i dwie blaszki równej długości),
- interferencja fali z dwóch otworów (źródło liniowe, dwie blaszki równej długości, krótsza blaszka w jednej linii z tamtymi pomiędzy nimi).
Zmieniając wielkości otworów przy dyfrakcji na jednym bądź dwóch otworach możemy demonstrować, kiedy dyfrakcja jest najwyraźniejsza.
Dodatkowe doświadczenie:
Wykorzystując dowolną przezroczystą płytkę, mieszczącą się w kuwecie pod powierzchnią wody, np. szklaną lub pleksiglasową, możemy demonstrować zmianę długości fali przy przejściu do ośrodka o innej prędkości rozchodzenia się fali (źródło liniowe, płytka na dnie kuwety z bokiem równoległym do grzbietów fal) lub zjawisko załamania fali ze zmianą długości przy przejściu do innego ośrodka (źródło liniowe i płytka o boku pod kątem ostrym względem grzbietów fal).
Wykorzystanie zgodnie z podstawą programową:
IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony, punkt 6., podpunkty: 9) „Uczeń opisuje załamanie fali na granicy ośrodków", 10) „Uczeń opisuje zjawisko interferencji (...)", 11) „Uczeń wyjaśnia zjawisko ugięcia fali w oparciu o zasadę Huygensa".
