Oscillationer og bølger

Sådanne fænomener som vibrationer og bølger er blandt de mest udbredt i naturen, både levende og uorganiske. De oscillerende processer er dem, hvor nogle af de udsatte tilstande i et bestemt system gentages periodisk. Siden skolen kender alle eksperimenterne med et svingende pendul - dette er et eksempel på den enkleste oscillatoriske proces.

Mere kompleks, men fra dette ikke mindre almindeligt kan betragtes som et fænomen som bølger. Deres natur er meget forskelligartet, og vi kan observere det ved eksemplet på mange af de fænomener, der omgiver os. Den mest synlige, hvis man kan sætte den på denne måde, er lys, den spredes i forskellige miljøer - luft, vand, vakuum, kemiske blandinger.

At forstå, hvordan vibrationer og bølger er indbyrdes forbundne er ret simple. Forestil dig et bestemt oscillatorisk system, det samme pendul i en vibrerende tilstand, og bevæg det derefter uden at stoppe oscillatoriske processer til et andet sted, og du vil få et bølgefænomen. I et ord kan en proces kaldes en bølge, hvor oscillationer bevæger sig fra sted til sted.

Forskellen i karakteren af oscillationer fra bølger kan også spores til eksemplet på deres matematiske refleksion. Oscillationer og bølger, hvis formler er forskellige fra hinanden, udtrykkes på denne måde.

Oscillationer i den enkleste form er karakteriseret ved indikatorer for antallet af oscillationer, deres frekvens og tidspunktet for en oscillatorisk cyklus. Forholdsformlen for disse parametre har følgende form: f = 1 / T, hvor n er antallet af oscillationer, T er den periode, hvor oscillationsprocessen finder sted. Hvis der er brug for mere detaljeret beskrivelse af oscillationsfænomenerne, anvendes yderligere parametre. Så hvis vi for eksempel overvejer cykliske typer oscillationer, skal vi have en indikator: fase (j) er en mængde, der angiver, hvilken del af svingningen der allerede er sket siden begyndelsen af hele processen, den cykliske frekvens (w), amplituden (A), der viser den maksimale afvigelse System fra den oprindelige tilstand. Formlen for denne harmoniske proces tager form: f = A sin j, eller A = f / sin j.

I betragtning af at hovedforskellen mellem bølgen og bølgen er forskydningsværdien, kan den bølgefænomen i den enkleste form afspejles af formlen: S = A · sin ω x (t - x / v), hvor S er bølgeforskydningen, v er forskydningshastigheden (Bølgehastighed), og ω er vinkelfrekvensen.

I de videnskaber, der beskæftiger sig med undersøgelsen af vibrationsbølge-processer, er det sædvanligt at overveje mekaniske bølger og svingninger separat og elektromagnetisk. Dette skyldes, at elektromagnetiske bølger formerer sig i specialmedier og er kendetegnet ved, at de under overføring overfører energi fra den vibrationspuls uden at overføre selve stoffet (systemet), der gør denne svingning. Først og fremmest kan et eksempel her være en række felter: elektrisk, elektromagnetisk, radiobølger, stråling af forskellige typer.

Som det er sagt, behandles oscillationer og bølger i teorien separat, men det betyder ikke, at de er isolerede i naturen og de teknologier, der skabes af mennesket. Det mest levende eksempel her kan være anvendelsen af vibrationsbølge-processer i radar. Udstrålingsstationen sender et bølgeoscillationssignal med en forudbestemt frekvens til et objekt, der bevæger sig på et bestemt tidspunkt. Bølgen opnår dette objekt på et andet tidspunkt, men reflekteres og ankommer til modtagestationen (modul) - i det tredje. Det vil sige, at der mellem vågens præstation og modtagelse dannes et bestemt tidsinterval, som karakteriserer objektets bevægelse i rummet. Kendskab til tidsforsinkelsen af bølgen og afstanden, kan du bestemme hastigheden af det bevægelige objekt med stor nøjagtighed, såvel som dens placering. Og jo mindre bølgelængden er, desto mere præcise placeringsdefinitionerne.

I moderne teknologier anvendes oscillationer og bølger i stigende grad. Alle kendte computerprocessorer er intet andet end et oscillatorisk system, hvor flere hundred transistorer afsluttes, der udfører beregningsoperationer efter eksemplet på oscillerende dem i det binære system . Hastigheden af sådanne oscillerende systemer er ekstremt stor og måles i gigahertz. Sådanne data kan læses af enhver bruger ved at åbne vinduet "My Computer - System Properties".