Периодът на трептене: природата на явлението и измерването

Една от най-важните характеристики на различните тип на трептене, които се наблюдават в природата, са периодът и честота на трептене. тези физически явления толкова широко разпространено, че може би е невъзможно да се определят райони на съществуване, в които тези физически процеси не биха били наблюдавани. Най-често срещаните области на изследване на характера на вибрационното движение са механика, електроника, астрономия, местоположение и др.

Тя обединява всички тези отрасли, че характерът на вибрационните движения в тях е еднакъв и следователно теорията, която описва тези явления, е универсална. Например, общоприето е, че периодът представлява определена продължителност от време, през която обект изпълнява една пълна люлка и след това отново се връща в първоначалното си положение. Най-илюстративен пример за това в механиката е колебанието на махалото.

Смущенията в техните свойства разграничават свободните (или собствените си) и хармоничните. Свободните са онези, които са причинени от външни сили, нанесени върху даден обект и отстраняването му от състояние на равновесие (в механика: низ от музикален инструмент, тежест, окачена от низ и т.н.). По-важно място в теорията на осцилаторните процеси се занимава с хармонични трептения. Те формират основата, която ни позволява да формулираме законите на тази теория и да разглеждаме природата на трептенията в различни физични среди (вода, въздух, газ, вакуум и т.н.).

Изхождайки от твърдението за универсалността на теорията на трептенията, можем да заключим, че универсалността на физическите единици, които отразяват величината на тези колебания, независимо от тяхната природа и обхват. Това са периодът и честотата. Как да се определи периодът на колебания, вече е казано по-горе. Честотата на трептенията се определя като броят на перфектните общи вибрации на обектите за определена единица време. Периодът и честотата в теорията на колебанията се свързват с една обща формула за дадена теория. Периодът на описване свободни трептения формулата има формата: f = 1 / T, където f е честотата и Т е периодът (заедно с честотата е основният параметър на този феномен).

Съществуват и други характеристики на осцилаторни процеси, като амплитуда, циклична честота, но тяхното приложение се дължи на вече по-сложните условия за описване на трептенията. Такива условия са:

- действителната същност на осцилаторния процес, т.е. точно кои колебания обмисляме - механични, електромагнитни, циклични или други;

- Средата, в която се извършват осцилационните процеси - въздух, вода или по друг начин. Тези условия най-значително засягат всички параметри на процеса, включително периода на колебания. Например, за цикличните, формулата, чрез която се определя периодът на колебания, включва и експонента 2pi-nu-, който характеризира величината на кръговите колебания.

Честотата на колебанията се характеризира с единица, която носи името на великия физик - Хайнрих Херц и е съкратено: Hz. Изхождайки от приетата от нас формула, 1 Hz е стойност, равна на едно цялостно колебание, което се случи за една секунда. Това устройство се характеризира с огромен брой параметри, които ни заобикалят в ежедневието. Например AC честотата, която консумираме у дома, е 50 Hz. Това означава, че потокът от електрони в проводника променя посоката си 50 пъти. Честотите могат да се характеризират като малки стойности (например колебания на махалото) и от стойности, достигащи милиарди колебания в секунда. Такива, например, са честоти, които характеризират изчислителните операции в съвременните компютри. След това херцовете се прилагат неудобно, за да отразят величините, и към тях се добавят множество стойности: килограми (kHz, 1000), мега (MHz, 1,000,000), giga (gHz, 1,000,000,000) и т.н.

Стойността, която периодът на колебанията ни показва, е най-често срещаните мерни единици (пъти, ако мога да кажа така), т.е. цифров индекс на броя перфектни вибрационни движения за определен период от време.