|
Мир колебаний
Колебательные системы
См. также "Автоколебательные системы"
Амплитуда, фаза, частота
|
- частота,
- круговая
частота
|
Колебательные системы
|
Грузик прикреплен к стрежню, закрепленному на оси. Будучи вначале отклонен
на некоторый угол и отпущен, груз набирает скорость, и она достигает максимума
в нижней точке. По инерции груз проскакивает нижнюю точку, движется дальше, и,
если отсутствуют потери механической энергии, достигает той же высоты подъема,
как и в начальный момент. Далее начинается движение в противоположную сторону,
и процесс повторяется. Это колебательный режим маятника. Период малых колебаний
дается формулой ,
где l- длина нити, g - ускорение свободного падения. С ростом амплитуды
период увеличивается.
Сообщив грузику большую начальную скорость, можно наблюдать другой режим движения
- ротационный, когда маятник совершает вращение вокруг точки подвеса с переменной
скоростью.
|
|
Шарик, закрепленный на пружине, совершает колебания, период малых колебаний
, где m-
масса шарика, k - коэффициент жесткости пружины.
|
|
Резонатор Гельмгольца: его можно сравнить с пружинным маятником! Воздух в объеме
колбы работает на сжатие - расширение и играет роль пружины, а воздух в горлышке,
перемещаясь туда-сюда, играет роль грузика.
|
|
Шарик совершает колебания в лунке. Будучи отклонен на некоторый угол и отпущен,
шарик набирает скорость, по инерции проскакивает нижнюю точку, движется дальше,
и, если нет трения, достигает той же высоты, как в начальный момент. Далее начинается
движение в противоположную сторону, и процесс повторяется.
|
|
Двойной маятник: его колебания могут быть хаотическими!
|
|
Колебания происходят благодаря наличию массы у колеблющихся деталей и возвращающей
силы, возникающей благодаря упругим свойствам материала, из которого сделан камертон.
|
|
Колебательный процесс состоит в том, что энергия попеременно оказывается запасенной
то в электрическом поле конденсатора, то в магнитном поле катушки индуктивности.
Период колебаний дается формулой ,
где C- емкость, L - индуктивность.
|
|
Колебательный процесс состоит в том, что энергия попеременно оказывается запасенной
то в электрическом поле, сосредоточенном в зазоре резонатора, то в магнитном поле,
распределенном в основном в полости тора. Такие резонаторы используются в электронных
приборах, называемых клистронами - электронный поток проходит через зазор резонатора
(стенки зазора выполнены в виде сеток), где подвергается воздействию высокочастотного
электрического поля.
|
|
Колебания можно мыслить как распространение волны туда-сюда вдоль линии с отражением
на концах. Если нас интересует область частот, где длина волны порядка размера
системы, то существенна одна колебательная мода системы, и ее можно рассматривать
как аналог простого колебательного контура.
|
|
Колебания можно мыслить как распространение света туда-сюда между двумя зеркалами.
Такие резонаторы применяются в оптических квантовых генераторах - лазерах.
|
|
Колебания можно мыслить как распространение света по замкнутому пути между
зеркалами. Такие резонаторы тоже применяются в оптических квантовых генераторах
и в других оптических устройствах, в том числе для точных измерений (интерферометрия).
|
Окно в науку.
Саратовская группа теоретической
нелинейной динамики
|