Theoretischer Hintergrund
Kuramoto-Modell:
dθᵢ/dt = ωᵢ + (K/N) × Σⱼ sin(θⱼ - θᵢ)
1673 entdeckte der niederländische Physiker Christiaan Huygens, dass zwei Pendeluhren, die am gleichen Balken aufgehängt waren, spontan synchronisieren würden, selbst wenn sie mit entgegengesetzten Phasen gestartet wurden. Dieses Phänomen, genannt subharmonische Synchronisation oder Uhr-Synchronisation, ist eines der klassischsten Beispiele für die Synchronisation gekoppelter Oszillatoren in der Natur.
Phasendifferenz-Heatmap
Fourier-Spektrum
Steuerelemente
5
2.0
0.10
0.010
Beobachtungsleitfaden
- Beginnen Sie mit einer niedrigen Kopplungsstärke (K ≈ 0), um die unabhängige Pendelbewegung zu beobachten
- Erhöhen Sie K schrittweise, um den Übergang zur Synchronisation zu beobachten
- Wenn K den kritischen Wert überschreitet, werden sich die Phasen automatisch synchronisieren
- Die Phasendifferenz-Heatmap zeigt den Synchronisationszustand in Echtzeit
- Das Fourier-Spektrum zeigt die Frequenzkomponenten und harmonischen Beziehungen