Періодичні коливання: визначення, основні характеристики
Відео: 22.09-1 Коливальний рух і його характеристики
Багато що з фізики іноді залишається незрозумілим. І справа не завжди в тому, що людина просто мало прочитав по цій темі. Іноді матеріал дан так, що зрозуміти його людині, яка не знайома з основами фізики, просто неможливо. Одним досить цікавим розділом, який не завжди люди розуміють з першого разу і здатні осмислити, є періодичні коливання. Перш ніж пояснити теорію періодичних коливань, поговоримо трохи про історію виявлення цього явища.
Історія
Теоретичні основи періодичних коливань були відомі ще в стародавньому світі. Люди бачили, як рівномірно рухаються хвилі, як обертаються колеса, проходячи через певний проміжок часу через одну і ту ж точку. Саме з цих простих, на перший погляд, явищ пішло поняття коливань.
Відео: Simple harmonic motion - Physics in experiments
Перших свідчень опису коливань не збереглося, проте достеменно відомо, що один з найпоширеніших їх видів (а саме електромагнітні) теоретично передбачив Максвелл в 1862 році. Через 20 років його теорія отримала підтвердження. Тоді Генріх Герц провів серію дослідів, які доводять існування електромагнітних хвиль і наявність певних властивостей, властивих тільки їм. Як виявилося, світло також є електромагнітної хвилею і підпорядковується всім відповідним законам. За кілька років до Герца знайшлася людина, яка продемонструвала науковому товариству генерацію електромагнітних хвиль, але в силу того, що він не був сильний в теорії так само, як Герц, не зміг довести, що успіх досвіду пояснюється саме коливаннями.
Ми трохи відійшли від теми. У наступному розділі розглянемо основні приклади періодичних коливань, які ми можемо зустріти в повсякденному житті і в природі.
види
Ці явища відбуваються скрізь і завжди. І крім уже наведених в приклад хвиль і обертання коліс, ми можемо помітити періодичні коливання в нашому організмі: скорочення серця, рух легких і так далі. Якщо збільшувати масштаб і переходити до більш великих об`єктів, ніж наші органи, можна побачити коливання і в такій науці, як біологія.
Прикладом можуть служити періодичні коливання чисельності популяцій. У чому сенс цього явища? У будь-якій популяції завжди відбувається те її збільшення, то зменшення. І пов`язано це буває з різними факторами. В силу обмеженості простору і багатьох інших чинників популяція не може нескінченно зростати, тому за допомогою природних механізмів природа навчилася зменшувати чисельність. При цьому і відбуваються періодичні коливання чисельності. Те ж саме відбувається і з людським суспільством.
Тепер обговоримо теорію цього поняття і розберемо трохи формул, що стосуються такого поняття, як періодичні коливання.
теорія
Періодичні коливання - дуже цікава тема. Але, як і в будь-який інший, чим далі поринаєш - тим більше незрозумілого, нового і складного. У цій статті ми не будемо заглиблюватися, лише розповімо коротко про основні властивості коливань.
Основними характеристиками періодичних коливань є період і частота коливань. Період показує, який час потрібен хвилі, щоб повернутися в початкове положення. Фактично цей час, за яке хвиля проходить відстань між її сусідніми гребенями. Є ще одна величина, яка тісно пов`язана з попередньою. Це частота. Частота обратна періоду і має такий фізичний зміст: це кількість гребенів хвиль, які пройшли через певну область простору за одиницю часу. Частота періодичних коливань, якщо уявити її в математичному вигляді, має формулу: v = 1 / T, де T - період коливань.
Перед тим як перейти до висновку, розповімо трохи про те, де спостерігаються періодичні коливання і як знання про них можуть бути корисні в житті.
Відео: 4.10-2 Аналіз графіка гармонійних коливань
застосування
Вище ми вже розглянули види періодичних коливань. Якщо навіть керуватися переліком того, де вони зустрічаються, легко зрозуміти, що вони оточують нас всюди. Електромагнітні хвилі випромінюють всі наші електроприлади. Більш того, зв`язок телефону з телефоном або прослуховування радіо були б неможливі без них.
Звукові хвилі також є коливання. Під дією електричного напруги спеціальна мембрана в будь-якому генераторі звуку починає вібрувати, створюючи хвилі певної частоти. Слідом за мембраною починають коливатися молекули повітря, які врешті-решт і доходять до нашого вуха і сприймаються як звук.
Відео: Зміна властивостей елементів і їх з`єднань за періодами і групам. Центр онлайн-навчання «Фоксфорд»
висновок
Фізика - дуже цікава наука. І навіть якщо здається, що ви ніби як знаєте в ній все, що може стане в нагоді в повсякденному житті, все одно знайдеться така річ, в якій буде незайвим розібратися трохи краще. Ми сподіваємося, що ця стаття допомогла вам зрозуміти або пригадати матеріал з фізики коливань. Це дійсно дуже важлива тема, практичне застосування теорії з якої сьогодні зустрічається повсюдно.
