Колебания и вълни

Такива явления като колебания и вълни са сред най-разпространените в природата, както живи, така и неорганични. Вибрационните процеси са тези, при които периодично се повтарят някои от изложените състояния на определена система. Тъй като училището всеки знае експериментите с люлеещо се махало - това е пример за най-простия осцилационен процес.

По-сложно, но от това не по-малко общо може да се счита за такъв феномен като вълните. Тяхната природа е много разнообразна и ние можем да я наблюдаваме чрез примера на действието на много феномени около нас. Най-видимата, ако може да се каже, е светлината, нейното разпространение в различни среди - въздух, вода, вакуум, химически смеси.

Да се ​​разбере как вибрациите и вълните са свързани помежду си е съвсем проста. Представете си един вид осцилаторна система, същото махало в вибриращо състояние и след това го преместете, без да спирате осцилаторния процес, на друго място и ще получите вълнообразен феномен. С една дума, процес може да се нарече вълна, по време на която колебанията се движат от едно място на друго.

Разликата в природата на трептенията от вълните също може да бъде проследена до примера на тяхното математическо отражение. Колебанията и вълните, чиито формули са различни един от друг, се изразяват по този начин.

Колебанията в най-проста форма се характеризират с индикатори на броя на колебанията, тяхната честота и времето на един колебателен цикъл. Формулата на връзката за тези параметри е следната: f = 1 / T, където n е броят на трептенията, Т е периодът от време, през който се осъществява процесът на трептене. Ако е необходимо по-подробно описание на осцилаторните явления, се използват допълнителни параметри. Така например, ако вземем предвид колебанията на цикличен тип, ще ни е необходим показател: фаза (j) е количество, което показва коя част от трептенията вече е настъпила от началото на целия процес, циклична честота (w), амплитуда (А), показваща максималното отклонение на системата от първоначалното състояние. Формулата на този хармоничен процес след това приема формата: f = A sin j, или A = f / sin j.

Като се има предвид, че основният фактор на разликата между вълната и вълната е стойността на изместване, в най-простата форма феноменът на вълната може да бъде отразен от формулата на формата: S = Amiddot-sin Омега-х (t - x / v), където S е величината на вълновото изместване, v е скоростта на изместване (скорост на вълната) омега- е ъгловата честота.

В науките, които се занимават с научни изследвания процеси на вибрационни вълни, отделно механични вълни и колебания и електромагнитни. Това се дължи на факта, че електромагнитните вълни се разпространяват в специална среда и се характеризират с факта, че по време на размножаването те предават енергията на вибрационния пулс, без да прехвърлят самото вещество (система), което прави това трептене. На първо място, тук може да има различни области: електрически, електромагнитни, радиовълни, радиация от различни видове.

Както беше казано, трептенията и вълните на теория се третират отделно, но това не означава, че те са изолирани в природата и онези технологии, които са създадени от човека. Най-яркият пример тук може да бъде прилагането на процеси на вибрационни вълни в радара. Излъчващата станция изпраща вълнообразен осцилиращ сигнал с предварително определена честота към обект, който се движи в определено време. Тази вълна достига обекта вече в друг момент от времето, но се отразява и пристига в получаващата станция (модул) - в третата. Това означава, че между предпоставката на вълната и нейното приемане се формира определен интервал от време, който характеризира движението на обекта в пространството. Знаейки закъснението на вълната и разстоянието, можете да определите скоростта на движещия се обект с голяма точност, както и местоположението му. И колкото по-малко дължина на вълната дефинициите на местоположенията ще бъдат по-точни.

В съвременните технологии все повече се използват колебания и вълни. Всеки известен компютърен процесор е нищо повече от осцилаторна система, в която се правят няколко стотин милиона транзистора, изпълняващи изчислителни операции, следвайки примера на осцилатор двойна система цифра. Скоростта на тези осцилаторни системи е изключително голяма и се измерва в gigahertz. Такива данни могат да бъдат прочетени от всеки потребител, като се отвори прозорецът "Моят компютър - системни свойства".