Гармонійний осцилятор: види і застосування
Технологічний прогрес здійснюється завдяки вивченню фізичних явищ, відкриттів у квантовій області та інших сферах. При цьому винаходяться нові пристрої і пристосування, за допомогою яких можна проводити різні дослідження і пояснювати явища мікросвіту. Одним з таких механізмів є гармонійний осцилятор, принцип дії якого знали ще представники древніх цивілізацій.
Відео: Tales Boyarshinova
Пристрій і його види
Відео: полум`яне запалювання "сварочник + осцилятор"
Гармонійний осцилятор - це механічна система, що знаходиться в русі, яке описується рівнянням лінійного диференціала з коефіцієнтами постійного значення. Найбільш прості приклади таких пристроїв - вантаж на пружині, маятник, системи акустики, рух молекулярних частинок і ін.
Умовно можна виділити наступні види цього пристрою:
Простий гармонійний осцилятор - тут система при виведенні з положення спокою знаходиться під дією сили F, яка вміщується у формулу F = -kx, де k - коефіцієнт жорсткості даної системи, x - зміщення. При цьому F є єдиною складовою, що впливає на коливання.- Лінійний гармонійний осцилятор - тут рух відбувається в одній площині по прямій траєкторії. Також цю систему називають одновимірної, коливання відбуваються під дією сили квазіпружної природи.
- Загасаюча модель - тут на систему також впливає сила тертя, яка спрямована проти руху і діє пропорційно швидкості цього коливання. При цьому процес загасання зазвичай характеризується параметром, які не мають розмірності і званим добротністю. Ця величина є властивістю системи, що визначає ставлення запасу енергії до її втрат за один період коливання.
застосування пристрою
Дане пристосування застосовується в різних сферах, в основному для вивчення природи коливальних систем. Квантовий осцилятор застосовують при дослідженні поведінки елементів фотонів. Результати експериментів можуть використовуватися в різних сферах. Так, вчені-фізики з американського інституту виявили, що атоми берилію, що знаходяться на досить великих відстанях один від одного, можуть взаємодіяти на квантовому рівні. При цьому поведінка цих частинок подібно тілам (металевим шарам) в макросвіті, який рухався в поступально-поворотного порядку, аналогічно гармонійному осцилятора. Іони берилію, незважаючи на фізично великі відстані, обмінювалися найменшими одиницями енергії (квантами). Це відкриття дозволяє значно просунути IT-технології, а також дає нове рішення у виробництві комп`ютерної техніки і електроніки.
Гармонійний осцилятор використовують при оцінці музичних творів. Цей метод називають спектроскопическим дослідженням. При цьому встановлено, що найбільш стійкою системою є склад з чотирьох музикантів (квартет). А сучасні твори в більшості своїй є ангармонічності.
