Datei:2-5-10-40-SlitInterference.gif

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2-5-10-40-SlitInterference.gif(526 × 527 Pixel, Dateigröße: 4,71 MB, MIME-Typ: image/gif, Endlosschleife, 360 Bilder, 18 s)

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Beschreibung

Beschreibung
English: Animation of the interference of waves originating from grating slits.
Deutsch: Animation der Überlagerung von Wellen eines Mehrfachspalts/Gitters.
Datum
Quelle Eigenes Werk
Urheber And1mu

Source Code

created with LaTeX and PGF/TikZ

Script to create the animations from the frames:

#!/bin/bash

set -e
DIR="animate"
FILE="tikz.tex"

for SLOTS in 2-5-10-40 ; do
    NUM=0
    rm ${DIR}/frame???.png
    sed -i "s/\\\def\\\lines{.\+}/\\\def\\\lines{$SLOTS}/" tikz.tex
    for ANG in $(seq 0 2 358) ; do
        echo "Creating frame $NUM for $SLOTS lines ..."
        sed -i "s/\\\def\\\PhaseDiff{.\+}/\\\def\\\PhaseDiff{$ANG}/" tikz.tex
        pdflatex -shell-escape tikz.tex 1> /dev/null
        echo "Convert to png ..."
        NUMSTR=$(printf "%03d" $NUM)
        convert -shave 3x3 tikz.svg ${DIR}/frame${NUMSTR}.png
        NUM=$(($NUM+1))
    done
    cd $DIR
    convert -delay 5 -loop 0 frame*.png ${SLOTS}SlitInterference.gif
    cd -
done

The code to create a single frame (tikz.tex):

\documentclass[crop,border=3,tikz,convert={outext=.svg,command=\unexpanded{pdf2svg \infile\space\outfile}},multi=false]{standalone}
\usepackage{ifthen}
\usetikzlibrary{math}
\usetikzlibrary{calc,through,shapes}

\pgfkeys{/tikz/savelength/.code 2 args={\global\edef#1{#2}}}

\pgfdeclarelayer{background}
\pgfdeclarelayer{foreground}
\pgfsetlayers{background,main,foreground}

\def\lines{40}
\def\omegat{20}
\def\PhaseDiff{359}

\newcommand{\mypicture}{
  \tikzmath{\D=\PhaseDiff;}
  \draw[gray,->] (0,-4) -- (0,4);
  \draw[gray,->] (-4,0) -- (4,0);
  \coordinate (A) at (0,0);
  \tikzmath{\Amp=5/\lines;}
  \coordinate (B) at (\omegat:\Amp);
  \foreach \a in {1,...,\lines}{
    \draw[->,blue] (A) -- (B);
    \coordinate (A) at (B);
    \coordinate (F) at (B);
    \coordinate (B) at ($ (B)+(\a*\D+\omegat:\Amp) $);
  }
  \node at (-4,4){\large $N=\lines$};

  \path let \p1=(F), \n1={veclen(\x1,\y1)} in [savelength={\n}{\n1}];

  \ifthenelse{\lengthtest{\n < 8 pt}}{
    \draw[ultra thick,red,tips=proper] (0,0) -- (F);
    \ifthenelse{\lengthtest{\n < 1 pt}}{
      \draw[ultra thick] (0,0) circle (1);
      % \node at (-1.5,-1.5){Minimum};
    }{}
  }{
    \draw[ultra thick,red,->,tips=proper] (0,0) -- (F);
  }

  \begin{pgfonlayer}{background}
    \draw[fill=white] (-5.1,-5.1) rectangle (5.1,5.1);
    \path[fill=red!30] let \p1=(F), \n1={veclen(\x1,\y1)}  in (0,0) circle[radius=\n1];
  \end{pgfonlayer}
}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[>=latex]
  \tikzmath{\lines=2;}
  \mypicture
  \node()[fill=white, inner sep=10] at (5.1,-5.1){\Huge $\delta=\PhaseDiff^\circ$};
  \begin{scope}[shift={(10.2,0)}]
    \tikzmath{\lines=5;}
    \mypicture
  \end{scope}
  \begin{scope}[shift={(0,-10.2)}]
    \tikzmath{\lines=10;}
    \mypicture
  \end{scope}
  \begin{scope}[shift={(10.2,-10.2)}]
    \tikzmath{\lines=40;}
    \mypicture
  \end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

Lizenz

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w:de:Creative Commons
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Kurzbeschreibungen

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cb9eaec871d9f95ad0463a9af2571ef32bfa87d5

4.936.634 Byte

18,0000000000001 Sekunde

527 Pixel

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