Periodické výkyvy: definice, základní charakteristiky

Hodně z fyziky někdy zůstává nepochopitelné. A není to vždy, že osoba právě na toto téma něco přečíst. Někdy je materiál dán tak, že je prostě nemožné porozumět tomu člověku neznámému základům fyziky. Jedna poněkud zajímavá část, kterou lidé poprvé nepochopili a jsou schopni pochopit, jsou periodické výkyvy. Než vysvětlíme teorii periodických oscilací, promluvme si trochu o historii objevu tohoto jevu.

Historie

Teoretické základy periodických oscilací byly známé i ve starověkém světě. Lidé viděli, jak se vlny pohybují rovnoměrně, jak se kola otáčejí a procházejí určitým časovým intervalem přes stejný bod. Z těchto jednoduchých, na první pohled jevů se stalo pojem kmitání.

První důkaz popisu oscilací není zachován, ale je jisté, že Maxwell v roce 1862 teoreticky předpovídal jeden z nejrozšířenějších typů (jmenovitě elektromagnetických). Za 20 let byla jeho teorie potvrzena. Pak Henry Hertz provedl řadu experimentů, které dokazují existenci elektromagnetických vln a přítomnost určitých vlastností, které jsou pro ně jen vlastní. Jak se ukázalo, světlo je také elektromagnetická vlna a řídí se všemi příslušnými zákony. Několik let předtím, než byl Hertz, byl muž, který vědecké společnosti předvedl generaci elektromagnetických vln, ale protože nebyl v teorii tak silný jako Hertz, nedokázal dokázat, že úspěch experimentu byl způsoben kolísáním.

Odklonili jsme se od tématu trochu. V další části budeme uvažovat o hlavních příkladech periodických oscilací, které se můžeme setkat v každodenním životě av přírodě.

Typy

Tyto jevy se vyskytují všude a neustále. Kromě již zmíněných vln a rotace kol zjistili pravidelná kolísání našeho těla: kontrakce srdce, pohyb plic a tak dále. Pokud se přiblížíte a přesunete na větší objekty než naše těla, můžete vidět fluktuace ve vědě, jako je biologie.

Příkladem je periodické kolísání počtu obyvatel. Jaký je význam tohoto jevu? V každé populaci se stále zvyšuje, pak pokles. A to je způsobeno různými faktory. Vzhledem k omezenému prostoru a mnoha dalším faktorům populace nemůže růst nekonečně, a tak pomocí přírodních mechanismů se příroda naučila snížit počet. V tomto případě dochází k pravidelnému kolísání počtu. Totéž se děje s lidskou společností.

Nyní budeme diskutovat o teorii tohoto pojmu a analyzovat některé vzorce vztahující se k takové koncepci jako periodické oscilace.

Teorie

Periodické fluktuace jsou velmi zajímavým tématem. Ale stejně jako v jakémkoli jiném, čím více se potopíte - tím více nepochopitelné, nové a složité. V tomto článku nebudeme do hloubky, jen stručně popisujeme základní vlastnosti kmitání.

Hlavní charakteristiky periodických kmitů jsou perioda a frekvence kolísání. Období ukazuje, jak dlouho se vlna vrátí do své původní polohy. Ve skutečnosti je to doba, po kterou vlna prochází vzdálenost mezi sousedními hřebeny. K dispozici je ještě jedno množství, které úzce souvisí s předchozím. To je frekvence. Frekvence je inverzní k období a má takový fyzický význam: je to počet hřebů vln, které prošly určitou oblastí prostoru za jednotku času. Frekvence periodických kmitů, pokud ji reprezentujeme v matematické formě, má vzorec: v = 1 / T, kde T je perioda oscilace.

Předtím, než dojde k závěru, promluvme si trochu o tom, kde jsou pozorovány periodické fluktuace a jak mohou být znalosti o nich užitečné v životě.

Aplikace

Nad tím jsme již uvažovali o typech periodických kmitů. Dokonce i když jsou vedeni seznamem, kde se setkávají, je snadné pochopit, že nás obklopují všude. Elektromagnetické vlny vyzařují všechny naše elektrické spotřebiče. Navíc komunikace telefonu s telefonem nebo poslech rádia by bez nich nebyla možná.

Zvuková vlna jsou také kmity. Pod vlivem elektrického napětí začne vibrovat speciální membrána v jakémkoli zvukovém generátoru a vytváří vlny určité frekvence. Po membráně začnou vibrovat molekuly vzduchu, které nakonec dorazí do ucha a jsou vnímány jako zvuk.

Závěr

Fyzika je velmi zajímavá věda. A i kdyby se zdálo, že se zdá, že v něm víte všechno, co může být užitečné v každodenním životě, stále existuje taková věc, v níž bude nadbytečné lépe pochopit. Doufáme, že tento článek vám pomohl pochopit nebo vyvolat materiál o fyzice oscilací. To je opravdu velmi důležité téma, praktické uplatnění teorie, ze které se dnes všude nachází.