Понятие колебания и его характеристики

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 01:43 | 24.01.2011 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Понятие колебания и его характеристики. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

В общем смысле, колебание – это процесс или движение, характеризующийся определенной повторяемостью во времени. В зависимости от природы колебаний, их объединяют в две основные группы – механические и электромагнитные. К изучению и тех и других применяют единый подход, поскольку их характеристики сходны по многим параметрам.

Итак, значительную группу процессов относят к свободным или собственным колебаниям. Собственные колебания совершаются под действием единожды сообщенной энергии без последующего воздействия внешних сил на колебательную систему в целом.

Отдельно стоит выделить гармонические колебания. При гармоническом колебательном процессе рассматриваемая величина изменяется во времени согласно закону синуса (косинуса). Многие явления, встречаемые в природе и технике, близки по своим характеристикам гармоническим колебаниям. Многие периодические процессы можно представить как наложение гармонических колебаний.

Приведем уравнение, описывающее гармоническое колебание величины $s$:

$s = A\cos{\omega_0 t + \varpi}$, где:

• $\omega_0$ - циклическая частота;
• $A$ - амплитуда колебания (максимальное значение величины $s$).

Здесь периодически меняющийся аргумент косинуса $(\omega_0 t + \varpi)$ будет называться фазой колебания. Фаза колебания характеризует отклонение величины $s$ от точки равновесия в момент времени $t$.

Определение 2

Косинус меняется в пределах от -1 до 1, следовательно, величина $s$ может принимать значение от $-A$ до $A$.

Колебательная система возвращается в начальное состояние через промежуток времени $T$, названный периодом колебания. За один $T$ система получает приращение в $2\pi$:

$\omega_0 (t+T) = (\omega_0 t + \varpi) +2\pi$

Путем преобразования получаем: $T = \frac{2\pi}{\omega_0}$.

Введем понятие частоты колебаний. Так, частота колебаний есть величина, обратная периоду колебаний:

$\nu = \frac{1}{T}$

Численно она равна количеству полных колебаний, совершенных за единицу времени. Стандартная единица частоты – герц (Гц). Один Гц – частота колебания, при котором за 1 секунду совершается 1 колебательный цикл.

Запишем дифференциальное уравнение для гармонических колебаний:

$\frac{d^2 s}{dt^2} + (\omega_0)^2 s = 0$

Решением этого уравнения является уже приведенное выражение:

$s = A\cos{\omega_0 t + \varpi}$

Узнавать окружающий мир и закономерности его развития вполне естественно и правильно. Именно поэтому необходимо обращать свое внимание на такие науки, как химия и физика, которые объясняет саму сущность формирования Вселенной. Основные законы атомной физики понять несложно.

Указанное научное направление считается одной из фундаментальных дисциплин для многих студентов. Современный инженер, техник и простой рабочий должны обладать логическим мышлением, а также знать в целом строение атомов и их уникальные свойства.

Определение 1

Атом представляет собой наименьшую частицу химического элемента, которая выступает в роли носителя всех его характеристик и состоит из положительно заряженного ядра, а также плотной электронной оболочки — совокупности движения электронов. Размер данного элемента определяется общим расстоянием от наиболее отдаленной точки ядра до этой орбиты.

Такая модель общество встретило с затруднениями:

• согласно теории Максвелла, движущийся вокруг ядра по окружности электрон должен непрерывно излучать мощные электромагнитные волны, что полностью противоречит факту наличия систематического излучения атомов;
• планетарная модель атома нестабильна в отношении электродинамики, так как в результате постоянного излучения электромагнитных волн энергия атома должна постепенно уменьшаться, а это не совпадает с концепцией длительного существования атомов.

Основная задача атомной физики напрямую связана с точным определением природы ядерных процессов, воздействующих между самими нуклонами, и особенностей движения указанных частиц в ядрах.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Понятие колебания и его характеристики, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.