Oscilace a vlny

Takové jevy jako kmity a vlny patří mezi nejrozšířenější v přírodě, jak živé, tak anorganické. Vibrační procesy jsou ty, ve kterých se periodicky opakují některé exponované stavy určitého systému. Od školy každý zná zkušenosti s kyvadlovým kyvadlem - to je příklad nejjednoduššího oscilačního procesu.

Složitější, ale z tohoto ne méně společného může být považován za takový jev jako vlny. Jejich povaha je velmi různorodá a můžeme ji pozorovat příkladem působení mnoha jevů kolem nás. Nejviditelnější, je-li to možné, je světlo, jeho rozšíření v různých prostředích - vzduch, voda, vakuum, chemické směsi.

Rozumět tomu, jak jsou navzájem spojené vibrace a vlny, je poměrně jednoduché. Představte si jakýsi oscilační systém, stejné kyvadlo ve vibrujícím stavu a pak ho přesunujte na jiné místo, aniž byste zastavili oscilační proces, a dostanete fenomén vlny. Jedním slovem může být proces nazýván vlnou, během níž se kmity pohybují z jednoho místa na druhé.

Rozdíl v povaze oscilací od vln lze také vysledovat na příklad jejich matematické reflexe. Oscilace a vlny, jejichž vzorce jsou odlišné od sebe, jsou vyjádřeny tímto způsobem.

Oscilace v nejjednodušší formě jsou charakterizovány indikátory počtu kmitů, jejich frekvence a doby jednoho kmitavého cyklu. Vztah vztahu k těmto parametrům je následující: f = 1 / T, kde n je počet kmitů, T je časové období, během kterého probíhá kmitání. Pokud je zapotřebí podrobnější popis oscilačních jevů, použijí se další parametry. Takže například pokud budeme uvažovat oscilace cyklického typu, budeme potřebovat metriku: fáze (j) je množství, které označuje, která část oscilace již nastala od začátku celého procesu, cyklické frekvence (w), amplituda (A), ukazující maximální odchylku systému od počátečního stavu. Vzorec tohoto harmonického procesu má formu: f = A sin j, nebo A = f / sin j.

Vzhledem k tomu, že hlavním faktorem rozdílu mezi vlnou a vlnou je hodnota posunutí, v nejjednodušší formě může být fenomén vlny odrazen vzorcem formule: S = Amiddot-sin omega-x (t - x / v), kde S je velikost vlnového posunutí, v je rychlost přemístění (rychlost vlny) omega- je úhlová frekvence.

Ve vědách, které se zabývají výzkumem procesy vibračních vln, odděleně mechanické vlny a oscilace a elektromagnetické. To je způsobeno tím, že se elektromagnetické vlny šíří ve speciálních médiích a jsou charakterizovány skutečností, že při šíření přenášejí energii vibračního pulsu bez přenosu samotné látky (systému), která tuto oscilaci způsobuje. Za prvé, příkladem může být řada oblastí: elektrické, elektromagnetické, rádiové vlny, záření různých typů.

Jak bylo řečeno, oscilace a vlny teoreticky jsou řešeny odděleně, ale to neznamená, že jsou izolovány v přírodě a těch technologiích, které vytváří člověk. Nejživějším příkladem může být použití procesů vibračních vln v radaru. Vysílací stanice vysílá vlnovitý oscilující signál s předem stanovenou frekvencí na objekt, který se v určitém čase pohybuje. Tato vlna dosáhne objektu již v jiném okamžiku, ale odráží se a přijde na přijímací stanici (modul) - ve třetí. To znamená, že mezi předpokladem vlny a příjmem se vytváří určitý časový interval, který charakterizuje pohyb objektu v prostoru. Pokud znáte časové zpoždění vlny a vzdálenosti, můžete určit vysokou přesnost rychlosti pohybujícího se objektu a také jeho polohu. A tím méně vlnová délka, budou definice polohy přesnější.

V moderních technologiích se stále více využívají oscilace a vlny. Veškerý známý počítačový procesor není ničím jiným než oscilačním systémem, ve kterém se provádí několik set milionů tranzistorů, které provádějí výpočetní operace podle příkladu oscilačního binární systém číslování. Rychlost takových oscilačních systémů je extrémně velká a měří se v gigahertzu. Taková data mohou být čtena libovolným uživatelem otevřením okna "My Computer - System Properties".