Gereduceerd faseverschil: examineerbaar?
Jaap stelde deze vraag op 06 januari 2021 om 22:36.Over het begip 'gereduceerd faseverschil',
naar aanleiding van Leo's vraag in de draad 'Gereduceerd Faseverschil'
a. In de officiële examensyllabus is 'gereduceerd faseverschil' niet opgenomen als vakbegrip; dank aan Theo voor het citaat bij Leo's vraag. Niet bij specificatie 1 (trillingsverschijnselen) en niet bij specificatie 2 (golfverschijnselen). Als de schrijvers van de syllabus bewust hebben gekozen om het niet als vakbegrip op te nemen, is dat misschien om verwarring te vermijden. Een 'gereduceerd verschil van fasen' hoeft namelijk niet hetzelfde te zijn als een 'verschil van gereduceerde fasen'.
b. Noemen we in het getallenvoorbeeld van Theo bij Leo's vraag φA=4,3 en φB=6,2.
Rekenwijze 1. Het faseverschil is φB-φA=6,2-4,3=1,9 (dus 'B min A') en
de gereduceerde fasen zijn φr,A=0,3 en φr,B=0,2 en
'het verschil van de gereduceerde fasen' is φr,A-φr,B=0,3-0,2=0,1 (dus 'A min B').
Waarom hier eerst 'B min A' wordt berekend (φB-φA)
en daarna in de omgekeerde volgorde 'A min B' (φr,A-φr,B), is me niet duidelijk.
Rekenwijze 2. Men kan ook consequent dezelfde volgorde aanhouden:
het faseverschil is φB-φA=6,2-4,3=1,9 zoals in rekenwijze 1
en het 'gereduceerde verschil van fasen' is (φB-φA)gereduceerd=(1,9)gereduceerd=0,9
De twee rekenwijzen hebben in dit geval niet dezelfde uitkomst. Het verschil tussen de uitkomsten kan natuurkundig betekenis hebben, bij voorbeeld als de trilling gedempt is of de golf zwakker wordt.
c. Dat roept de vraag op of het begrip 'gereduceerd faseverschil' wel voldoende eenduidig is om te examineren. In officiële documenten lees ik niet of we het 'verschil van de gereduceerde fasen' dan wel de 'gereduceerde waarde van het faseverschil' moeten kiezen.
'Gereduceerd(e) faseverschil' vind ik slechts in twee opgaven van de centrale examens vwo 1973-2019: 1980 tijdvak 2 opgave 4 'Een radio-telescoop is een instrument...' en 2011 tijdvak 2 pilot opgave 5 Geluid, vraag 19 en 20.
In het examen 2011-2 gaat het om geluidsgolven. In het beoordelingsmodel voor vraag 19 wordt 'het gereduceerd faseverschil' 0,25 bepaald met Δt/T aan de hand van het oscilloscoopbeeld van figuur 2 en wordt de gereduceerde fase (bedoeld is het faseverschil) bepaald met Δx/λ aan de hand van figuur 1. Dat sluit aan bij rekenwijze 2. Dat sluit niet aan bij rekenwijze 1, waarvoor de fasen φP en φQ nodig zijn, maar die kunnen in de figuren niet worden afgelezen.
In het beoordelingsmodel voor vraag 20 gaat het om een gereduceerd faseverschil van 0, bepaald als Δx/λ, rekenwijze 2. Bij een waarde 0 of 0,5 geven beide rekenwijzen dezelfde conclusie over interferentie.
d. Vraag: is het begrip gereduceerd faseverschil met andere waarden dan 0 of 0,5 geschikt om te worden geëxamineerd met de huidige examendocumenten en schoolboeken? Zo ja, hoe om te gaan met situaties waarin de rekenwijzen 1 en 2 verschillende uitkomsten geven?
Reacties
En bij genoemd voorbeeld van mij gaf ik de absolute waarde van het faseverschil. Beetje slordig wellicht, maar bij verschillen doe je dat wel vaker - tot je ermee gaat rekenen en belangrijk wordt wat het teken is.
Bijv. "er is 10 V spanningsverschil" tegenover het correctere "A heeft 10 V meer spanning dan B"
Examenmodellen leiden soms ook tot discussies waarna een vraag soms altijd wordt goedgekeurd als 2 afwijkende redenaties redelijkerwijze gevolgd kunnen worden. Ik weet niet hoe dat in het 2012 geval geweest is (of nodig was)