Strona główna Sztuka Matematyczna Lissajous

〰️ Lissajous

Interaktywne krzywe Lissajous: reguluj stosunek częstotliwości, fazę i amplitudę, by kreślić hipnotyczne krzywe parametryczne w czasie rzeczywistym.

Sztuka Matematyczna2DŁatwy60 FPS
lissajous ↗ Otwórz osobno
Interfejs samej symulacji jest w języku angielskim.

O symulacji krzywych Lissajous

Ta symulacja kreśli krzywą Lissajous: figurę tworzoną przez punkt, którego położenie x podąża za jedną falą sinusoidalną, a położenie y za drugą — x = A·sin(a·t + δ), y = B·sin(b·t). Połączenie dwóch prostych oscylacji o różnych częstotliwościach i przesunięciu fazowym daje skomplikowane, nieskończenie zapętlone wzory, pierwotnie badane za pomocą wahadeł i oscyloskopów.

🔬 Co pokazuje symulacja

Jak stosunek dwóch częstotliwości kształtuje krzywą. Stosunek 1:1 daje elipsę lub linię prostą, stosunek 1:2 daje ósemkę, a wyższe stosunki liczb całkowitych dają coraz bardziej rozbudowane zamknięte pętle — ta sama matematyka, którą wykorzystuje się do porównywania dwóch częstotliwości na oscyloskopie.

🎮 Jak korzystać

Wypróbuj gotowe wzory Ósemka, Kwiat, Gwiazda i Węzeł, aby od razu uzyskać klasyczne kształty, albo samodzielnie przeciągaj suwaki Częstotliwość X, Częstotliwość Y i Faza δ. Wybierz Motyw kolorystyczny z listy rozwijanej i kliknij ▶ Animuj δ, aby automatycznie przesuwać fazę i obserwować, jak krzywa nieustannie się przekształca.

💡 Czy wiesz, że...

Krzywe Lissajous zawdzięczają nazwę francuskiemu fizykowi Jules'owi Antoine'owi Lissajous, który badał je w latach 50. XIX wieku za pomocą drgających luster. Zanim powstały cyfrowe tunery, inżynierowie wyświetlali dwa sygnały na oscyloskopie jako krzywą Lissajous, aby odczytać dokładny stosunek częstotliwości wprost z kształtu pętli.

Najczęściej zadawane pytania

Co kontrolują Częstotliwość X i Częstotliwość Y?

Ustalają, ile oscylacji wykonuje punkt wzdłuż osi x i osi y w tym samym czasie. Stosunek między tymi dwiema liczbami decyduje o ogólnym kształcie krzywej — proste stosunki, takie jak 1:2 czy 3:4, dają czytelne, rozpoznawalne pętle.

Co robi suwak Faza δ?

Przesuwa oscylację x względem oscylacji y w czasie. Zmiana fazy przy tych samych częstotliwościach obraca i przekształca krzywą, na przykład zamieniając ukośną linię w pełną elipsę.

Co robią gotowe wzory Ósemka, Kwiat, Gwiazda i Węzeł?

Każdy z nich wczytuje konkretną, dobrze znaną kombinację częstotliwości i fazy, która daje wymieniony klasyczny kształt, dzięki czemu możesz od razu przejść do rozpoznawalnego wzoru bez ręcznego dostrajania suwaków.

Co robi Animuj δ?

Nieprzerwanie przesuwa wartość fazy w czasie, zamiast utrzymywać ją na stałym poziomie, dzięki czemu krzywa płynnie przechodzi z jednego kształtu w drugi, podczas gdy reszta ustawień pozostaje bez zmian.

Dlaczego krzywe zawsze mieszczą się w prostokącie?

Ponieważ x i y są falami sinusoidalnymi o stałych amplitudach A i B, więc x nigdy nie przekracza A, a y nigdy nie przekracza B — każdy możliwy punkt na krzywej mieści się w tym prostokącie A na B.

Gdzie krzywe Lissajous wykorzystuje się poza sztuką?

Historycznie wykorzystywano je na oscyloskopach do porównywania częstotliwości i fazy dwóch sygnałów elektrycznych — kształt pętli od razu mówi inżynierom, jaki jest dokładny stosunek częstotliwości; ta technika jest nadal nauczana na kursach elektroniki.

Podobne symulacje