Поняття про автоколивання

Поняття про резонанс

Резонанс — явище різкого зростання амплітуди вимушених коливань в якій-небудь коливальній системі, що настає при наближенні частоти періодичної зовнішньої дії до деяких значень, визначуваних властивостями самої системи. У простих випадках Р. настає при наближенні частоти зовнішньої дії до однієї з тих частот, з якими відбуваються власні коливання в системі, що виникають в результаті початкового поштовху. Характер явища Р. істотно залежить від властивостей коливальної системи. Найпростіше Р. протікає в тих випадках, коли періодичній дії піддається система з параметрами, не залежними від стану самої системи (т.з. лінійні системи).

86 Що таке не лінійний не осцилятор зміст не лінійності

Линейный осциллятор является обобщением гармонического осциллятора, учитывающим процессы рассеяния и подкачки энергии и вообще любые процессы, приводящие к экспоненциальному затуханию или нарастанию первоначальных возмущений.

Линейный осциллятор - основная модель теории малых колебаний: неважно, какой смысл имеет q, потому что, если энергия системы может быть выражена формулой (20), можно делать выводы о колебательной системе, не рассматривая природу происходящих в ней процессов.

Линейный осциллятор массы т с собственной частотой со о П Д действием возмущающей силы совершает гармонические колебания с частотой р и амплитудой а. Q, t ] 7 Показать, что работа, совершенная этой силой за половину периода вынужденных колебаний, равна нулю.

Линейным осциллятором называется такая система, которая многократно возвращается к одному и тому же состоянию, и описывается линейным дифференциальным уравнением.

Автоколивання – незгасаючі коливання, спричинені сталим зовнішнім впливом на систему, котра сама регулює її частоту.

На відміну від вимушених коливань, частота й амплітуда коливань визначаються властивостями самої коливальної системи. Від вільних коливань, автоколивання відрізняються тим, що вони з часом не згасають, а також тим, що їх амплітуда не залежить від початкового короткочасного впливу, який збуджує коливання.

88 Поняття про релаксаційні коливання

Релаксаційні коливання, автоколивання, що виникають в системах, в яких істотну роль грають диссипативні сили: зовнішнє або внутрішнє тертя — в механічних системах, активний опір — в електричних. Розсіяння енергії, обумовлене цими силами, приводить до того, що енергія, накопичена в одному з двох (або більш) накопичувачів, що входять до складу автоколивальної системи, не переходить повністю до іншого накопичувача> (як в системах, що здійснюють гармонійні коливання), а розсівається в системі, перетворюючись на тепло. Р. до., як і всякі автоколивання, можуть відбуватися лише в нелінійних системах, тому розгляд Р. до. вимагає вживання нелінійної теорії коливань. Релаксаційні автоколивальної системи характерні тим, що при відключенні джерела енергії в них неможливі коливальні рухи. Якщо в системі переважне значення має один з енергоємних параметрів (наприклад, ємкість при нехтує малій індуктивності або пружність при нехтує малій масі), то кожен період Р. до. може бути роздільний на декілька різко розмежованих етапів, відповідних повільним і швидким змінам стану системи, в якій відбуваються Р. до., що дозволяє розглядати Р.. у подібних вироджених системах як розривні коливання.

89 Механізм утворення хвиль у порожньому середовищі

Якщо в будь-якому пружному середовищі зовнішні сили збуджують коливання частинок в одному місці, то внаслідок взаємодій між частинками коливання передаватимуться до частинок в інших місцях. Процес передавання коливань усередовищі називається хвильовим процесом.

Хвилі можна утворити на поверхні води або на довгій мотузці. Поширення хвиль не супроводиться перенесенням частинок середовища, вони коливаються тільки біля свого положення рівноваги. З хвилею переноситься енергія коливального руху.

Напрям поширення хвилі називають променем. Залежно від напряму коливання точок відносно променя хвилі поділяють на поздовжні й поперечні. Поперечними називають хвилі, в яких частинки коливаються в напрямі, перпендикулярному до променя хвилі. Поздовжніми називають хвилі, в яких частинки коливаються в напрямі променя хвилі.

90 Хвильові рівняння

Хвильове́ рівня́ння — рівняння, яке описує розповсюдження хвиль у просторі.

Хвильове рівняння є зазвичай рівнянням другого порядку у часткових похідних гіперболічного типу, хоча існують хвильові рівняння інших порядків та інших типів.

У одновимірному випадку хвильове рівняння записується так: де u — невідома функція, яка описує хвилю, x — просторова координата, t — час, s — фазова швидкість поширення хвилі.

91 Диференціальне рівняння електромагнітної хвилі

Електромагнітні хвилі описуються загальними для електромагнітних явищ рівняннями Максвелла. Навіть у випадку відсутності у просторі електричних зарядів і струмів рівняння Максвелла мають відмінні від нуля розв'язки. Ці розв'язки описують електромагнітні хвилі.У випадку відсутності зарядів і струмів рівняння Максвелла набирають наступного виду: , , , .Застосовуючи операцію rot до перших двох рівнянь можна отримати окремі рівняння для визначення напруженості електричного і магнітного полів , .Ці рівняння мають типову форму хвильових рівнянь.Їхніми розв'язками є суперпозиція виразів наступного типу

, , де - певний вектор, який називається хвильовим вектором, ω - число, яке називається циклічною частотою, φ - фаза. Величини та є амплітудами електричної та магнітної компоненти електромагнітної хвилі. Вони взаємно перпендикулярні й рівні за абсолютною величиною. Фізична інтерпретація кожної із введених величин дається нижче.

92 Дати пояснення інтерференції світла у тонких плівках

Інтерференцію світла можна легко спостерігати в природ­них умовах. Забарвлення тонких прозорих плівок, кольорові розводи на тонких плівках бензину, гасу, олії, красиве забарв­лення мильних бульбашок, яке безперервно змінюється — все це результат інтерференції світлових променів у цих плівках.

93 Що таке дифракція

Дифра́кція — явище, що виникає при поширенні хвиль (наприклад, світлових і звукових хвиль). Суть цього явища полягає в тому, що хвиля здатна оминати перешкоди. Це зумовлює те, що хвильовий рух спостерігається в області за перешкодою, куди хвиля не може потрапити прямо. Явище пояснюється інтерференцією хвиль на краях непрозорих об'єктів або неоднорідностях між різними середовищами на шляху поширення хвилі. Прикладом може бути виникнення кольорових світлових смуг в області тіні від краю непрозорого екрана.Дифракція добре проявляється тоді, коли розмір перешкоди на шляху хвилі порівняний з її довжиною або менший.

94 Що таке дисперсія

Дисперсією називають залежність абсолютного показника заломлення n від частоти ν падаючого світла.Дане явище пов’язане з властивостями середовища та залежить від здатності речовини поляризуватися. Диполі діелектрика здійснюють вимушені коливання в електро-магнітному полі світлової хвилі. Амплітуда цих коливань залежить від співвідношення частот світла і власної, при цьому змінюється поляризованість речовини і, відповідно, діелектрична проникність: ε = ε(ν), що веде безпосередньо до зміни n = f(ν), оскільки v = c/(εμ)1/2, а n = (εμ)1/2. Дисперсія характерна для всіх середовищ, крім вакууму.

95 Пояснити явище поляризації світла під час відбивання

Поляризоване світло можна дістати при відбиванні і заломленні або ж при проходженні світла через анізотропні середовища (це, наприклад, деякі кристалічні тіла, які мають різні властивості пропускання світлових хвиль залежно від напряму їхніх зміщень). Явища поляризації світла доводять, що світлові хвилі є поперечними.При повній поляризації відбитого променя відбитий і заломлений промені взаємно перпендикулярні.При переході світлового променя з одного ізотропного середовища в друге в останньому спостерігається один заломлений промінь, напрям якого визначається за відомим законом заломлення:

Дата добавления: 2015-05-24