Harmonický oscilátor: typy a aplikace

Technologický pokrok je způsoben studiem fyzické jevy, objevy v kvantovém poli a dalších oblastech. Současně jsou vynalezena nová zařízení a zařízení, pomocí kterých je možné provádět různé studie a vysvětlit jevy mikrosvěta. Jedním z takových mechanismů je harmonický oscilátor, jehož princip činnosti byl znám i zástupci starověkých civilizací.

Zařízení a jeho typy

Harmonický oscilátor je mechanický systém v pohybu, který je popsán rovnice lineární diferenciál s koeficienty konstantní hodnoty. Nejjednodušší příklady takových zařízení jsou zátěž na pružině, kyvadlo, akustické systémy, pohyb molekulových částic,

Obvykle lze rozlišit následující typy tohoto zařízení:

• Jednoduchý harmonický oscilátor - zde systém při vyjmutí z klidové polohy působením síly F, který může být vyjádřen vzorcem F = -kx, kde k - tuhost pružiny systému, x - ofset. V tomto případě je F jedinou složkou, která ovlivňuje oscilace.
• Lineární harmonický oscilátor - zde se pohyb pohybuje v jedné rovině po rovné trajektorii. Také tento systém se nazývá jednorozměrný, oscilace jsou prováděny za působení síly kvazi-pružné povahy.
• Tlumený model - zde je také ovlivněn systém třecí síla, která je namířena proti pohybu a působí úměrně rychlosti této oscilace. V tomto případě je proces tlumení obvykle charakterizován parametrem, který nemá rozměr a nazývá se Q-faktor. Toto množství je vlastností systému, která určuje poměr energetické rezervy k její ztrátě na jeden období oscilace.

Aplikace zařízení

Toto zařízení se používá v různých oblastech, zejména pro studium povahy oscilačních systémů. Kvantový harmonický oscilátor se používá při studiu chování fotonových prvků. Výsledky experimentů lze použít v různých oblastech. Fyzici z amerického institutu tak zjistili, že atomy berylia, které se nacházejí na poměrně velkých vzdálenostech od sebe navzájem, mohou na kvantové úrovni působit. V tomto případě je chování těchto částic podobné tělům (kovovým kuličkám) v makrokosmu, které se pohybují v pořadí dopředu, podobně jako harmonický oscilátor. Berylliové ionty byly navzdory fyzicky velkým vzdálenostem vyměněny za nejmenší jednotky energie (kvantové). Tento objev umožňuje výrazně posunout IT technologie a také dává nové řešení ve výrobě počítačového hardwaru a elektroniky.

V hodnocení hudebních děl se používá harmonický oscilátor. Tato metoda se nazývá spektroskopický výzkum. Bylo zjištěno, že nejstabilnějším systémem je složení čtyř hudebníků (kvarteto). A moderní díla jsou většinou neharmonická.