Daudz fizikas dažkārt paliek nesaprotami. Un ne vienmēr cilvēks tikai nedaudz palasa par šo tēmu. Dažkārt materiāls ir sniegts tā, ka cilvēkam, kurš nepārzina fizikas pamatus, to vienkārši nav iespējams saprast. Viena diezgan interesanta sadaļa, ko cilvēki ne vienmēr saprot ar pirmo reizi un spēj aptvert, ir periodiskas svārstības. Pirms periodisko svārstību teorijas skaidrošanas, parunāsim nedaudz par šīs parādības atklāšanas vēsturi.
Vēsture
Periodisko svārstību teorētiskie pamati bija zināmi antīkajā pasaulē. Cilvēki redzēja, kā viļņi pārvietojas vienmērīgi, kā griežas riteņi, kas pēc noteikta laika iet cauri vienam un tam pašam punktam. Tieši no šīm šķietami vienkāršajām parādībām radās svārstību jēdziens.
Pirmie pierādījumi par svārstību aprakstu nav saglabājušies, taču ir droši zināms, ka vienu no to izplatītākajiem veidiem (proti, elektromagnētisko) teorētiski paredzēja Maksvels 1862. gadā. Pēc 20 gadiem viņa teorija tika apstiprināta. Pēc tam Heinrihs Hercs veica virkni eksperimentu, kas pierādīja elektromagnētisko viļņu esamību un noteiktu tiem raksturīgu īpašību klātbūtni. Kā izrādās, gaismair elektromagnētiskais vilnis un atbilst visiem attiecīgajiem likumiem. Dažus gadus pirms Herca bija kāds cilvēks, kurš zinātniskajai sabiedrībai demonstrēja elektromagnētisko viļņu ģenerēšanu, taču, tā kā viņš teorētiski nebija tik spēcīgs kā Hercs, viņš nevarēja pierādīt, ka eksperimenta panākumi bija tieši svārstību dēļ.
Nedaudz novirzāmies no tēmas. Nākamajā sadaļā aplūkosim galvenos periodisko svārstību piemērus, ko varam sastapt ikdienā un dabā.
Skatījumi
Šīs parādības notiek visur un vienmēr. Un bez jau kā piemēra minētajiem viļņiem un riteņu rotācijas mēs varam pamanīt periodiskas svārstības mūsu ķermenī: sirds kontrakcijas, plaušu kustības utt. Ja tuvināt un pāriet uz objektiem, kas ir lielāki par mūsu orgāniem, jūs varat redzēt svārstības zinātnē, piemēram, bioloģijā.
Piemērs ir periodiskas populāciju skaita svārstības. Kāda ir šīs parādības nozīme? Jebkurā populācijā vienmēr ir pieaugums, tad samazinājums. Un tas ir saistīts ar dažādiem faktoriem. Ierobežotās telpas un daudzu citu faktoru dēļ iedzīvotāju skaits nevar pieaugt bezgalīgi, tāpēc ar dabas mehānismu palīdzību daba ir iemācījusies to skaitu samazināt. Tajā pašā laikā notiek periodiskas skaitļu svārstības. Tas pats notiek ar cilvēku sabiedrību.
Tagad apspriedīsim šī jēdziena teoriju un analizēsim dažas formulas attiecībā uz tādu jēdzienu kā periodiskas svārstības.
Teorija
Periodiskās svārstības ir ļoti interesanta tēma. Bet, tāpat kā jebkurā citā, jo tālāk nirst - jo nesaprotamāks, jauns un sarežģītāks. Šajā rakstā mēs neiedziļināsimies, bet tikai īsi aprakstīsim galvenās svārstību īpašības.
Periodisko svārstību galvenie raksturlielumi ir svārstību periods un biežums. Periods parāda, cik ilgā laikā vilnis atgriežas sākotnējā stāvoklī. Faktiski šis ir laiks, kas nepieciešams vilnim, lai nobrauktu attālumu starp blakus esošajām virsotnēm. Ir vēl viena vērtība, kas ir cieši saistīta ar iepriekšējo. Šī ir frekvence. Frekvence ir perioda apgrieztā vērtība, un tai ir šāda fiziskā nozīme: tas ir viļņu virsotņu skaits, kas laika vienībā ir izgājušas cauri noteiktai telpas zonai. Periodisko svārstību biežumam, ja to uzrāda matemātiskā formā, ir formula: v=1/T, kur T ir svārstību periods.
Pirms ķeramies pie secinājuma, nedaudz parunāsim par to, kur tiek novērotas periodiskas svārstības un kā zināšanas par tām var noderēt dzīvē.
Pieteikums
Iepriekš mēs jau esam apsvēruši periodisko svārstību veidus. Pat ja jūs vadāties pēc viņu tikšanās vietu saraksta, ir viegli saprast, ka viņi mūs ieskauj visur. Elektromagnētiskos viļņus izstaro visas mūsu elektriskās ierīces. Turklāt bez tiem nebūtu iespējama saziņa starp tālruni vai radio klausīšanās.
Skaņas viļņi arī ir vibrācijas. Elektriskā sprieguma ietekmē īpaša membrāna jebkurā skaņas ģeneratorāsāk vibrēt, radot noteiktas frekvences viļņus. Sekojot membrānai, gaisa molekulas sāk vibrēt, kas galu galā sasniedz mūsu ausi un tiek uztvertas kā skaņa.
Secinājums
Fizika ir ļoti interesanta zinātne. Un pat tad, ja šķiet, ka tu tajā it kā zini visu, kas var noderēt ikdienā, tomēr ir tāda lieta, ko būtu lietderīgi labāk saprast. Mēs ceram, ka šis raksts ir palīdzējis jums saprast vai atcerēties materiālu par vibrāciju fiziku. Šī patiešām ir ļoti svarīga tēma, kuras teorijas praktiskais pielietojums mūsdienās ir atrodams visur.
