Φυσικά Μοντέλα και οι προσομοιώσεις τους σε περιβάλλον JavaScript

Προσομοιώσεις ασκήσεων Φυσικής και Μαθηματικών
(JavaScript)

Diffusion of particles along an 1-d lattice
(JavaScript)

The Kepler problem: The Newtonian and the relativistic (Special Theory) point of view
(JavaScript)

The Spatial Geometry of a Uniformly Rotating Reference Frame: the relativistic and the Newtonian point of view (JavaScript)

Motion of particles in a uniformly accelerated reference frame: the relativistic and the Newtonian point of view
(JavaScript)

Ταλαντωτής σε πεδίο βαρύτητας
Διάσπαση σωματιδίου: Σχετικιστικό και Νευτώνειο μοντέλο
(JavaScript)

Σχετικιστικός και Νευτώνειος ταλαντωτής
(JavaScript)

Scattering of charged particles in a central electrostatic field
(JavaScript)

World lines transform: the relativistic and the Newtonian point of view
(JavaScript)

Elastic collision between particles: the relativistic and the Newtonian point of view
(JavaScript)

Plane oscillator: the relativistic and the Newtonian point of view
(JavaScript)

The constrained motion of a particle along a circular curve: Newtonian and Relativistic model
(JavaScript)

Diffusion of a 2D gas
(JavaScript)

The evolution of a 2D ideal gas towards the state of thermodynamic equilibrium - The Boltzmann H-theorem
(JavaScript)

The evolution of a 2D ideal gas, under the action of a homogeneous, vertical gravitational field, towards its state of equilibrium
The "exponential atmosphere"
(JavaScript)

Osmosis in a 2D gas solution
(JavaScript)

Propagation of an elastic wave along a semi-infinite string created by an oscillator attached to the free edge of the string
(JavaScript)

Η περιγραφή του κόσμου των φαινομένων από τις φυσικές επιστήμες γίνεται με τη βοήθεια των θεωρητικών μοντέλων.
Κάθε μοντέλο θεμελιώνεται πάνω σε ένα σύνολο όρων και αξιωμάτων -υποθέσεων- που αντλούν το νόημά τους στο γλωσσικό πλαίσιο μιας ευρύτερης θεωρίας. Για παράδειγμα, το μοντέλο του άκαμπτου σώματος εδράζεται στη Νευτώνεια Μηχανική, ενώ το θεωρητικό μοντέλο που ερμηνεύει τη λειτουργία ενός κυκλώματος RLC, εδράζεται στην κλασική Ηλεκτρομαγνητική θεωρία.

Οι γλώσσες προγραμματισμού μας παρέχουν τη δυνατότητα να "μεταφράσουμε" το θεωρητικό μας μοντέλο σε μια σειρά εντολών που προσδιορίζουν τη λειτουργία ενός εικονικού - γραφικού περιβάλλοντος - μιας προσομοίωσης. Μπορούμε να πούμε ότι η προσομοίωση είναι η απεικόνιση του κόσμου των φαινομένων, παραμορφωμένου από το φακό του θεωρητικού μοντέλου. Η προσομοίωση του θεωρητικού μοντέλου είναι ένα ισχυρό εργαλείο μελέτης των φυσικών φαινομένων. Τόσο μέσα από τη σύνθεση της προσομοίωσης όσο και από την επεξεργασία των δεδομένων που προκύπτουν από τη λειτουργία της πετυχαίνουμε πολλούς στόχους:

α) συγκρίνουμε τις προβλέψεις του μοντέλου με δεδομένα που προκύπτουν από αντίστοιχες πειραματικές δραστηριότητες ή άλλα μοντέλα

β) αξιολογούμε το μοντέλο

γ) μετασχηματίζουμε το αφηρημένο λογικό-μαθηματικό επίπεδο στο οποίο συντίθεται ένα μοντέλο σε ένα διαδραστικό γραφικό-δυναμικό περιβάλλον, στο οποίο αναδύονται χαρακτηριστικά που είναι δύσκολο να ανιχνεύσουμε στο αφηρημένο επίπεδο

δ) απεικονίζουμε φαινόμενα που δεν είναι δυνατό να μελετηθούν πειραματικά στο πλαίσιο ενός συμβατικού εργαστηρίου.

Στις σελίδες που αναδύονται από τις υπερσυνδέσεις του πλευρικού μενού, θα βρείτε εφαρμογές φυσικής που έχουν συντεθεί σε γλώσσα HTML5-JavaScript, στην πλατφόρμα της Easy JavaScript Simulations. Κάθε εφαρμογή περιλαμβάνει το θεωρητικό της υπόβαθρο, το εικονικό περιβάλλον και την προσομοίωση, καθώς και μια σειρά δραστηριοτήτων.

Οι εφαρμογές είναι δομημένες σε γλώσσα HTML5-JavaScript και τρέχουν online.

Περισσότερες εφαρμογές, συλλογές και πληροφορίες σχετικά με την πλατφόρμα EasyJavaScript, υπάρχουν στον ιστότοπο: Open Source Physics
Προσομοιώσεις από το διπλανό μενού που έχουν δημοσιευθεί στην Open Source Physics βρίσκονται στις διευθύνσεις:

Diffusion of particles along an 1-d lattice - JS model

Evolution of Ideal Gas with Gravity - JS model

The Kepler Problem: the Newtonian and the relativistic (Special Theory) point of view - JS model

Spatial Geometry of a Uniformly Rotating Reference Frame - JS model

Uniformly accelerated reference frames: the relativistic and the Newtonian point of view - JS model

World lines transform: the relativistic and the Newtonian point of view - JS model

Elastic collision between particles: the relativistic and the Newtonian point of view - JS model

Plane oscillator: The relativistic and the Newtonian point of view - JS model

Propagation of an elastic wave along a semi-infinite string created by an oscillator attached to the free edge of the string - JS model

Scattering of charged particles in a central electrostatic field - JS model

Diffusion of a 2D gas - JS model

Osmosis in a 2D gas solution - JS model

The Boltzmann H-theorem: Approaching equilibrium - JS model

The constrained motion of a particle along a circular curve: Newtonian and Relativistic JS model

Βιβλιογραφία

1. Pierre Duhem, The aim and structure of physical theory, Prinston University Press 1991
   
2. T. Kuhn, Η δομή των επιστημονικών επαναστάσεων, Σύγχρονα θέματα έκδοση θ' 1996
3. A. F. Chalmers, Τι είναι αυτό που το λέμε επιστήμη, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης 1993
4. Electrodynamics and Classical Theory of Fields and Particles: A.O. Barut, Dover ed. 1980
5. Classical Mechanics: H. Goldstein, C. Poole, J.Safko, Addison-Wesley 3d ed.
6. K. Huang Statistical Mechanics John Wiley and Sons 1987
7. digitalcommons.uri.edu/nonequilibrium_statistical_physics
8. Introduction to Classical Mechanics with Problems and Solutions: David Morin Harvard University, Cambridge University Press 2008