Oscilații și valuri

Astfel de fenomene precum oscilațiile și valurile sunt printre cele mai răspândite în natură, atât vii cât și anorganice. Procesele vibraționale sunt cele în care unele dintre stările expuse ale unui anumit sistem sunt repetate periodic. Din moment ce școala cunoaște toate experimentele cu un pendul swinging - acesta este un exemplu de cel mai simplu proces oscilator.

Mai complexă, dar de la acest lucru nu mai puțin obișnuit poate fi considerat un astfel de fenomen ca valurile. Natura lor este foarte diversă și o putem observa prin exemplul acțiunii multor fenomene din jurul nostru. Cea mai vizibilă, dacă se poate spune așa, este lumina, răspândirea ei în diverse medii - aer, apă, vid, amestecuri chimice.

Înțelegerea modului în care vibrațiile și valurile sunt legate unele de altele este destul de simplă. Imaginați-vă un fel de sistem oscilator, același pendul într-o stare vibrantă și apoi mutați-l, fără a opri procesul oscilator, într-un alt loc și veți obține un fenomen de undă. Într-un cuvânt, un proces poate fi numit val, în timpul căruia oscilațiile se mișcă dintr-un loc în altul.

Diferența în natura oscilațiilor de la valuri poate fi urmărită și la exemplul reflexiei lor matematice. Oscilațiile și valurile, ale căror formule sunt diferite unul de celălalt, sunt exprimate în acest fel.

Oscilațiile în cea mai simplă formă sunt caracterizate de indicatori ai numărului de oscilații, frecvenței acestora și timpului unui singur ciclu oscilator. Formula relației pentru acești parametri este următoarea: f = 1 / T, unde n este numărul de oscilații, T este perioada de timp în care are loc procesul de oscilație. Dacă este necesară o descriere mai detaliată a fenomenelor oscilatorii, se utilizează parametri suplimentari. De exemplu, dacă luăm în considerare oscilațiile de tip ciclic, vom avea nevoie de o metrică: faza (j) este o cantitate care indică care parte a oscilației a avut loc deja de la începutul întregului proces, ciclică (w), amplitudinea (A), care indică abaterea maximă a sistemului față de starea inițială. Formula acestui proces armonic ia forma: f = A sin sin, sau A = f / sin j.

Având în vedere că principalul factor al diferenței dintre un val și un val este valoarea deplasării, în cea mai simplă formă, fenomenul valului poate fi reflectat de o formulă de formă: S = Amiddot-sin omega-x (t - x / v), unde S este magnitudinea deplasării undei, v este viteza de deplasare (viteza undei) omega- este frecvența unghiulară.

În științele care sunt implicate în cercetare procese de undă vibrațională, luate în considerare separat undele mecanice și oscilații și electromagnetice. Aceasta se datorează faptului că undele electromagnetice se propagă în medii speciale și se caracterizează prin faptul că, în timpul propagării, ele transferă energia pulsului vibrațional fără a transfera însăși substanța (sistemul) care face această oscilație. În primul rând, un exemplu aici poate fi o varietate de domenii: unde electrice, electromagnetice, radio, radiații de diferite tipuri.

Așa cum sa spus, oscilațiile și valurile în teorie sunt tratate separat, dar aceasta nu înseamnă că sunt izolate în natură și acele tehnologii create de om. Cel mai viu exemplu aici poate fi aplicarea proceselor de undă vibrativă în radar. Stația de radiodifuziune trimite un semnal oscilant în formă de undă cu o frecvență predeterminată la un obiect care se mișcă la un moment dat. Acest val ajunge la obiect deja într-un alt moment al timpului, dar se reflectă și ajunge la stația de primire (modulul) - în al treilea. Adică între premisa undelor și recepția lor se formează un anumit interval de timp care caracterizează mișcarea obiectului în spațiu. Cunoscând întârzierea valului și distanța, puteți determina cu mare precizie viteza obiectului în mișcare, precum și locația acestuia. Și, cu atât mai puțin lungime de undă definițiile locației vor fi mai precise.

În tehnologiile moderne, oscilațiile și valurile sunt din ce în ce mai folosite. Procesorul de calculator cunoscut nu este altceva decât un sistem oscilator în care se realizează câteva sute de milioane de tranzistoare care efectuează operații computaționale, urmând exemplul de oscilație sistem binar numeral. Viteza acestor sisteme oscilante este extrem de mare și se măsoară în gigahertz. Aceste date pot fi citite de orice utilizator prin deschiderea ferestrei "My Computer - System Properties".