REZGÉS GYAKORLATA, rezgések száma 1 másodperc alatt. Ezt jelzi. Ha T az oszcillációs periódus, akkor = 1 / T; hertzben (Hz) mérve Szögrezgési frekvencia = 2 = 2 / T rad / s.

A rezgések időszaka, a legkisebb időintervallum, amely után az oszcilláló rendszer visszatér ugyanabba az állapotba, amelyben a kezdeti pillanatban volt, tetszőlegesen kiválasztva. A periódus az oszcillációs frekvencia reciproka.A "periódus" fogalma alkalmazható például harmonikus rezgések esetén, de gyakran használják gyengén csillapított rezgésekhez.

Kör vagy ciklikus frekvencia ω

Ha a koszinusz vagy a szinusz argumentumát 2π -vel módosítja, ezek a függvények visszatérnek a korábbi értékükhöz. Találjuk meg a T időintervallumot, amely alatt a harmonikus függvény fázisa 2π -vel változik.

ω (t + T) + α = ωt + α + 2π, vagy ωT = 2π.

Egy teljes rezgés T idejét oszcillációs periódusnak nevezzük. Az ν frekvenciát a periódus reciprokának nevezzük

A frekvencia mértékegysége hertz (Hz), 1 Hz = 1 s -1.

A körkörös vagy ciklikus frekvencia ω 2π -szer nagyobb, mint a ν rezgési frekvencia. A körfrekvencia az a sebesség, amellyel a fázis idővel változik. Igazán:

.

AMPLITUDE (a latin amplitudo - értékből), a legnagyobb eltérés az érték egyensúlyi értékétől, amely egy bizonyos, beleértve a harmonikus törvényt is, ingadozik; lásd még: Harmonikus rezgések.

A harmonikus oszcillációs folyamatot leíró cos (ωt + φ) függvény rezgésfázis -argumentuma (ω a szögfrekvencia, t az idő, φ az oszcillációk kezdeti fázisa, azaz az oszcillációk fázisa a t kezdeti időpontjában) = 0)

A részecskék oszcilláló rendszerének elmozdulása, sebessége, gyorsulása.

Harmonikus rezgések energiája.

Harmonikus rezgések

A periodikus rezgések fontos speciális esete a harmonikus rezgések, azaz olyan fizikai mennyiségbeli változások, amelyek a törvényt követik

ahol . A matematika során ismert, hogy az (1) alak függvénye A -tól A -ig változik, és a legkisebb pozitív periódusú. Ezért az (1) forma harmonikus rezgése történik A amplitúdóval és periódussal.

A ciklikus frekvenciát és az oszcillációs frekvenciát nem szabad összetéveszteni. Egyszerű kapcsolat van közöttük. Azóta, a, akkor.

A mennyiséget az oszcilláció fázisának nevezzük. T = 0 esetén a fázis egyenlő, ezért kezdő fázisnak nevezzük.

Vegye figyelembe, hogy ugyanazon t:

hol van a kezdeti fázis Látható, hogy ugyanazon oszcilláció kezdeti fázisa a pontossággal meghatározott érték. Ezért a kezdeti fázis lehetséges értékeinek halmazából a kezdeti fázis értéke általában a legkisebb abszolút értékben vagy a legkisebb pozitív. De ez nem kötelező. Például, tekintettel a lengésre , akkor kényelmes az űrlapba írni és dolgozzon a jövőben ennek az oszcillációnak az utolsó típusú felvételével.

Megmutatható, hogy az űrlap ingadozásai:

ahol bármilyen előjelűek lehetnek, egyszerű trigonometriai transzformációk segítségével mindig az (1) formára redukálódik, és általában nem egyenlő. Így a (2) forma rezgései harmonikusak az amplitúdóval és a ciklikus frekvenciával. Általános bizonyítás nélkül ezt egy konkrét példával illusztráljuk.

Legyen kötelező kimutatni, hogy az oszcilláció

harmonikus lesz, és megtalálja az amplitúdót, a ciklikus frekvenciát, az időszakokat és a kezdeti fázist. Igazán,

-

Látjuk, hogy az S érték ingadozását az (1) alakban írtuk. Hol ,.

Próbáld meg ezt magad is meglátni

.

Természetesen a harmonikus rezgések rögzítése a (2) formában nem rosszabb, mint az (1) formájú felvétel, és általában nincs szükség arra, hogy az ilyen formában történő rögzítésről egy másik feladatban egy másik formában történő felvételre lépjünk. Csak meg kell tudnia találni az amplitúdót, a ciklikus frekvenciát és az időszakot, és bármilyen harmonikus rezgés rögzítésének formáját kell látnia.

Néha hasznos megismerni az első és a második derivált változásának jellegét az idő tekintetében az S értékéből, amely harmonikus rezgéseket hajt végre (a harmonikus törvény szerint oszcillál). Ha , majd S megkülönböztetése a t idő függvényében ad ,... Látható, hogy S "és S" "is harmonikus törvény szerint oszcillál, ugyanazzal a ciklikus frekvenciával, mint S értéke, illetve az amplitúdó.

Hagyja, hogy az x tengelye mentén harmonikus rezgéseket végző test x koordinátája a törvény szerint változzon, ahol x centiméterben, a t idő pedig másodpercben van megadva. Le kell írni a test sebességének és gyorsulásának változásának törvényét, és meg kell találni a maximális értékeiket. A feltett kérdés megválaszolásához megjegyezzük, hogy az x érték első deriváltja a test sebességének az x tengelyre vetítése, a második x derivált pedig a gyorsulás vetítése az x tengelyre:,. Időben megkülönböztetve az x kifejezést, kapjuk ,... A sebesség és a gyorsulás maximális értékei: .

Az oszcillációk olyan folyamatok, amelyek megváltoztatják a rendszer állapotát az egyensúlyi pont körül, amelyet idővel ilyen vagy olyan mértékben megismételnek.

Harmonikus oszcilláció - rezgések, amelyekben egy fizikai (vagy bármely más) mennyiség idővel változik egy szinuszos vagy koszinusz törvény szerint. A harmonikus rezgések kinematikai egyenletének formája van

ahol x az oszcillálópont elmozdulása (eltérése) az egyensúlyi helyzetből a t időpontban; A az oszcillációk amplitúdója, ez az érték határozza meg az oszcillálópont maximális eltérését az egyensúlyi pozíciótól; ω - ciklikus frekvencia, a 2π másodpercen belül bekövetkező teljes rezgések számát mutató érték - az oszcillációk teljes fázisa, 0 - az oszcillációk kezdeti fázisa.

Amplitúdó - a változó elmozdulásának vagy változásának maximális értéke az átlagtól az oszcilláló vagy hullámmozgás során.

A lengések amplitúdóját és kezdeti fázisát a mozgás kezdeti körülményei határozzák meg, azaz az anyagi pont helyzete és sebessége a t = 0 pillanatban.

Általános harmonikus oszcilláció differenciál formában

a hanghullámok és az audiojelek amplitúdója általában a hullámban lévő légnyomás amplitúdójára utal, de néha úgy írják le, mint az elmozdulás amplitúdóját az egyensúlyhoz (a levegő vagy a hangszóró membránja) képest

A gyakoriság egy fizikai mennyiség, egy periodikus folyamat jellemzője, amely megegyezik a folyamat időegység alatt végrehajtott teljes ciklusainak számával. A hanghullámokban az oszcillációs frekvenciát a forrás lengési frekvenciája határozza meg. A nagyfrekvenciás rezgések gyorsabban csillapodnak, mint az alacsony frekvenciájúak.

Az oszcillációs frekvencia reciprokát T periódusnak nevezzük.

Az oszcillációs periódus egy teljes oszcillációs ciklus időtartama.

A koordinátarendszerben a 0 pontból rajzolunk egy А̅ vektort, amelynek vetülete az ОХ tengelyen egyenlő Аcosϕ -val. Ha az А̅ vektor egyenletesen forog ω˳ szögsebességgel az óramutató járásával ellentétes irányban, akkor ϕ = ω˳t + ϕ˳, ahol ϕ˳ a ϕ kezdeti értéke (oszcillációs fázisok), akkor az oszcillációs amplitúdó az egyenletesen forgó vektor modulusa А̅ , az oszcillációs fázis (ϕ) az А̅ vektor és az ОХ tengely közötti szög, a kezdeti fázis (ϕ˳) ennek a szögnek a kezdeti értéke, az oszcillációk szögfrekvenciája (ω) a forgási szögsebessége vektor А̅ ..

2... A hullámfolyamat jellemzői: hullámfront, sugár, hullámsebesség, hullámhossz... Hossz- és keresztirányú hullámok; példák.

Hullámfrontnak nevezzük azt a felületet, amely egy adott időpillanatban elválasztja a már lefedett és még rezgések által nem fedezett közeget. Egy ilyen felület minden pontján, a hullámfront elhagyása után azonos fázisú oszcillációkat állapítanak meg.

A sugár merőleges a hullám elejére. Az akusztikus sugarak, mint a fénysugarak, egyenes vonalúak egy homogén közegben. Tükröződik és megtörik a 2 média közötti interfészen.

A hullámhossz az egymáshoz legközelebb eső két pont közötti távolság, amely ugyanabban a fázisban oszcillál, általában a hullámhosszat görög betű jelzi. Hasonlóan a kidobott kőből vízben generált hullámokhoz, a hullámhossz a két szomszédos hullámhegy közötti távolság. A rezgések egyik fő jellemzője. A távolság mértékegységeiben mérve (méter, centiméter, stb.)

• hosszirányú hullámok (kompressziós hullámok, P -hullámok) - a közeg részecskéi rezegnek párhuzamos(mentén) a hullám terjedésének iránya (mint például hangterjedés esetén);
• átlós hullámok (nyíróhullámok, S -hullámok) - a közeg részecskéi rezegnek merőleges a hullám terjedésének iránya (elektromágneses hullámok, hullámok a közegek elválasztó felületein);

Az oszcillációk szögfrekvenciája (ω) az А̅ (Ѵ) vektor forgási szögsebessége, az oszcillációs pont х elmozdulása az А̅ vektor ОХ tengelyre vetítése.

Ѵ = dx / dt = -Aω˳sin (ω˳t + ϕ˳) = - Ѵmsin (ω˳t + ϕ˳), ahol Vm = Aω˳ ―maximum sebesség (sebesség amplitúdója)

3. Szabad és erőltetett rezgések. A rendszer természetes rezgési frekvenciája. A rezonancia jelensége. Példák .

Szabad (természetes) rezgések azokat nevezzük, amelyeket külső hatások nélkül hajtanak végre a hő által eredetileg kapott energia miatt. Az ilyen mechanikai rezgések tipikus modelljei egy rugó (anya rugó) anyagi pontja és egy nyújthatatlan szálon lévő anyagpont (matematikai inga).

Ezekben a példákban a rezgések vagy a kezdeti energia (egy anyagi pont eltérése az egyensúlyi helyzetből és a kezdeti sebesség nélküli mozgás), vagy a mozgási energia (a test sebessége a kezdeti egyensúlyi helyzetben), vagy mind az energiához (a testhez juttatott sebesség eltért az egyensúlyi helyzetből).

Tekintsünk egy rugós ingat. Egyensúlyi helyzetben az F1 rugalmas erő

kiegyensúlyozza a gravitációt mg. Ha x távolságban visszahúzza a rugót, akkor nagy rugalmasság hat az anyagpontra. A rugalmas erő (F) értékének változása Hooke törvénye szerint arányos a rugó hosszának változásával vagy a pont x elmozdulásával: F = - rx

Egy másik példa. A ha egyensúlyi helyzettől való eltérés matematikai inga olyan kicsi α szög, hogy az anyagi pont pályája az OX tengelyével egybeeső egyenesnek tekinthető. Ebben az esetben közelítő egyenlőség teljesül: α ≈sin α ≈ tgα ≈x / L

Folyamatos rezgések. Tekintsünk egy olyan modellt, amely figyelmen kívül hagyja az ellenállás erejét.
Az amplitúdót és a rezgések kezdeti fázisát a mozgás kezdeti körülményei határozzák meg, azaz anyagi pontnyomaték helyzete és sebessége t = 0.
A különböző rezgési módok közül a harmonikus rezgés a legegyszerűbb forma.

Így egy rugóra vagy menetre függesztett anyagi pont harmonikus rezgéseket hajt végre, ha az ellenállási erőket nem veszik figyelembe.

Az oszcillációs periódus a következő képletből állapítható meg: T = 1 / v = 2П / ω0

Csillapított rezgések. Valódi esetben az ellenállási (súrlódási) erők hatnak az oszcilláló testre, megváltozik a mozgás jellege, és az oszcilláció csillapodik.

Ami az egydimenziós mozgást illeti, az utolsó képletet a következő formában kapjuk meg: Fс = - r * dx / dt

Az oszcillációk amplitúdójának csökkenésének sebességét a csillapítási együttható határozza meg: minél erősebb a közeg lassító hatása, annál nagyobb ß és annál gyorsabban csökken az amplitúdó. A gyakorlatban azonban a csillapítás mértékét gyakran a csillapítás logaritmikus csökkenése jellemzi, vagyis ez az érték megegyezik a két egymást követő amplitúdó arányának természetes logaritmusával, amelyet az oszcillációs periódussal egyenlő időintervallum választ el; ezért a a csillapítási együttható és a csillapítás logaritmikus csökkenése meglehetősen egyszerű összefüggéssel függ össze: λ = ßT

Erős csillapítás esetén a képletből látható, hogy az oszcillációs időszak képzeletbeli érték. A mozgás ebben az esetben nem lesz periodikus, és aperiodikusnak nevezzük.

Kényszerített rezgések. A kényszerrezgéseket rezgéseknek nevezzük, amelyek a rendszerben egy külső erő részvételével keletkeznek, amely periodikus törvény szerint változik.

Tegyük fel, hogy a rugalmas és a súrlódási erőn kívül egy külső hajtóerő F = F0 cos ωt hat egy anyagpontra

A kényszerrezgés amplitúdója egyenesen arányos a hajtóerő amplitúdójával, és komplexen függ a közeg csillapítási együtthatójától, valamint a természetes és erőltetett rezgések körfrekvenciájától. Ha a rendszerre ω0 és ß adódik, akkor a kényszerrezgések amplitúdójának maximális értéke van a hajtóerő meghatározott meghatározott frekvenciáján, az ún. rezonáns Maga a jelenség - a kényszerrezgések maximális amplitúdójának elérése adott ω0 és ß esetén - az ún. rezonancia.

A rezonáns körfrekvencia megtalálható a nevező minimumának feltételéből: ωres = √ωₒ- 2ß

A mechanikai rezonancia jótékony és káros hatású lesz. A káros hatás elsősorban az okozott pusztításnak köszönhető. Tehát a technológiában, figyelembe véve a különböző rezgéseket, gondoskodni kell a rezonanciaállapotok esetleges előfordulásáról, ellenkező esetben pusztulás és katasztrófa léphet fel. A testek általában több természetes rezgésfrekvenciával és ennek megfelelően több rezonanciafrekvenciával rendelkeznek.

A rezonanciás jelenségek külső mechanikai rezgések hatására fordulnak elő a belső szervekben. Nyilvánvalóan ez az egyik oka annak, hogy az infravörös rezgések és rezgések az emberi testre negatívan hatnak.

6. Szonikus kutatási módszerek az orvostudományban: ütőhangszerek, auskultáció. Fonokardiográfia.

A hang információforrás lehet a személy belső szerveinek állapotáról, ezért a beteg állapotának tanulmányozására szolgáló módszereket, például az auscultációt, az ütőhangszereket és a fonokardiográfiát széles körben használják az orvostudományban.

Hallgatózás

Auszkulációhoz fonendoszkópot vagy fonendoszkópot használnak. A fonendoszkóp egy üreges kapszulából áll, amelyen a beteg testére hangátvivő membrán található, és amelyből gumicsövek jutnak az orvos füléhez. A légoszlop rezonanciája jelentkezik a kapszulában, aminek következtében a hang felerősödik és az auskuláció javul. A tüdő auskultációja során légzési zajok, különféle betegségekre jellemző zihálás hallható. A szívre, a belekre és a gyomorra is hallgathat.

Ütőhangszerek

Ennél a módszernél az egyes testrészek hangja hallatszik, amikor megérinti őket. Képzeljünk el egy zárt üreget valamilyen test belsejében, tele levegővel. Ha hang rezgéseket okoz ebben a testben, akkor egy bizonyos hangfrekvencián az üregben lévő levegő rezonálni kezd, és az üreg méretének és helyzetének megfelelő hangot bocsát ki és erősíti. Az emberi test ábrázolható gázzal töltött (tüdő), folyékony (belső szervek) és szilárd (csontok) térfogatként. A test felületének ütésekor rezgések lépnek fel, amelyek frekvenciái széles tartományban vannak. Ebből a tartományból egyes rezgések meglehetősen gyorsan kihalnak, míg mások, amelyek egybeesnek az üregek természetes rezgéseivel, felerősödnek, és a rezonancia miatt hallhatók lesznek.

Fonokardiográfia

A szívműködés állapotának diagnosztizálására szolgál. A módszer a szívhangok és zörejek grafikus regisztrációjából és diagnosztikai értelmezéséből áll. A fonokardiográf mikrofonból, erősítőből, frekvenciaszűrő -rendszerből és rögzítőberendezésből áll.

9. Ultrahangos kutatási módszerek (ultrahang) az orvosi diagnosztikában.

1) A diagnózis és a kutatás módszerei

Ide tartoznak a lokalizációs módszerek, amelyek főként impulzusos sugárzást alkalmaznak. Ez az echoencephalography - a daganatok és az agyi ödéma meghatározása. Ultrahang kardiográfia - a szív méretének mérése a dinamikában; a szemészetben - ultrahang hely a szemmédia méretének meghatározásához.

2) Az expozíció módszerei

Ultrahangos fizioterápia - mechanikai és termikus hatások a szövetekre.

11. Lökéshullám. Lökéshullámok befogadása és alkalmazása az orvostudományban.
Lökéshullám - a szakadás felülete, amely a gázhoz képest mozog, és amelynek metszéspontjában a nyomás, a sűrűség, a hőmérséklet és a sebesség ugrik.
Nagy zavarok (robbanás, testek szuperszonikus mozgása, erőteljes elektromos kisülés stb.) Esetén a közeg oszcilláló részecskéinek sebessége összehasonlíthatóvá válik a hangsebességgel , lökéshullám lép fel.

A lökéshullámnak jelentős energiája lehetÍgy egy nukleáris robbanás során a robbanási energia mintegy 50% -át lökéshullám kialakulására fordítják a környezetben. Ezért a biológiai és technikai tárgyakat elérő lökéshullám halálhoz, sérüléshez és pusztuláshoz vezethet.

A lökéshullámokat az orvosi technológiában használják rendkívül rövid, erőteljes nyomásimpulzust képvisel, nagy nyomás amplitúdókkal és alacsony szakítószilárdságú komponenssel. A páciens testén kívül keletkeznek, és a test mélyére továbbítják, és a terápiás hatást a berendezésmodell specializációja biztosítja: a húgyúti kövek zúzása, a fájdalmas területek kezelése és a mozgásszervi rendszer sérüléseinek következményei, a szívizom infarktus utáni helyreállításának stimulálása, a cellulit képződmények kisimítása stb.

A bolygón mindennek megvan a maga frekvenciája. Az egyik változat szerint még a világunk alapját is képezi. Sajnos az elméletet nagyon nehéz egy publikáció keretében bemutatni, ezért kizárólag az oszcillációk gyakoriságát tekintjük önálló cselekvésnek. A cikk keretein belül meghatározást kap ez a fizikai folyamat, annak mértékegységei és metrológiai összetevője. És végül egy példa a hétköznapi hang fontosságára a hétköznapi életben. Megtudjuk, mi ő és mi a természete.

Mit nevezünk rezgésfrekvenciának?

Ez egy fizikai mennyiséget jelent, amelyet egy periodikus folyamat jellemzésére használnak, amely megegyezik bizonyos események időegységenkénti ismétléseinek vagy bekövetkezéseinek számával. Ezt a mutatót az események számának és az elkövetés időtartamának arányában kell kiszámítani. A világ minden elemének megvan a maga rezgési frekvenciája. Test, atom, közúti híd, vonat, repülő - ezek mind bizonyos mozgásokat hajtanak végre, amelyeket úgy hívnak. Még ha ezek a folyamatok nem is látszanak a szemnek, mégis. A rezgési frekvencia mérési egysége hertz. Nevüket Heinrich Hertz német származású fizikus tiszteletére kapták.

Azonnali gyakoriság

A periodikus jelet pillanatnyi frekvenciával lehet jellemezni, ami egy tényezőig a fázisváltozás sebessége. Ez a harmonikus spektrális komponensek összegeként ábrázolható, saját állandó rezgéseikkel.

Ciklikus rezgési frekvencia

Kényelmes használni az elméleti fizikában, különösen az elektromágnesességről szóló részben. A ciklikus frekvencia (más néven radiális, körkörös, szögletes) egy fizikai mennyiség, amely az oszcilláló vagy forgó mozgás eredetének intenzitását jelzi. Az elsőt fordulatokban vagy oszcillációkban fejezik ki másodpercenként. A forgó mozgás során a frekvencia megegyezik a szögsebességvektor modulusával.

Ezt a mutatót másodpercben radiánban fejezzük ki. A ciklikus frekvencia az idő reciprokja. Számszerű értelemben ez megegyezik a 2π másodperc alatt bekövetkezett lengések vagy fordulatok számával. A használatba vétel lehetővé teszi az elektronika és az elméleti fizika különböző képleteinek egyszerűsítését. A legnépszerűbb használati eset egy rezgő LC áramkör rezonancia ciklikus frekvenciájának kiszámítása. Más képletek sokkal bonyolultabbak lehetnek.

Diszkrét eseménysebesség

Ezen az értéken olyan értéket értünk, amely megegyezik az időegységben előforduló diszkrét események számával. Elméletileg általában egy mutatót használnak - egy másodpercet az első fok mínuszához. A gyakorlatban a hertz -t általában az impulzusok gyakoriságának kifejezésére használják.

Forgás gyakorisága

Fizikai mennyiségként értjük, amely egyenlő az egy egységnyi idő alatt bekövetkező teljes fordulatok számával. A mutatót itt is használják - egy másodperc az első fok mínuszához. Az elvégzett munka jelzésére olyan kifejezések használhatók, mint a percenkénti fordulat, óra, nap, hónap, év és mások.

Egységek

Hogyan mérik a rezgés frekvenciáját? Ha figyelembe vesszük az SI rendszert, akkor itt a mértékegység a hertz. Eredetileg a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság vezette be 1930 -ban. Az 1960 -as 11. általános konferencia a súlyokról és a mértékegységekről pedig megszilárdította ennek a mutatónak az SI egységként való használatát. Mit javasoltak az "ideálisnak"? Ez volt az a frekvencia, amikor egy ciklus egy másodperc alatt megtörténik.

De mi a helyzet a gyártással? Számukra tetszőleges értékeket rögzítettek: kilociklus, megaciklus másodpercenként stb. Ezért, ha felvesz egy olyan eszközt, amely GHz -es mutatóval működik (például egy számítógépes processzor), nagyjából elképzelheti, hogy hány műveletet hajt végre. Úgy tűnik, milyen lassan telik az idő egy ember számára. De a technológiának sikerül millió, sőt milliárd műveletet végrehajtania másodpercenként ugyanebben az időszakban. Egy óra alatt a számítógép már annyi műveletet hajt végre, hogy a legtöbb ember el sem tudja képzelni őket számszerűleg.

Metrológiai szempontok

A rezgési frekvencia még a metrológiában is megtalálta az alkalmazását. A különböző eszközöknek számos funkciójuk van:

1. Megmérik az impulzus frekvenciáját. Ezeket elektronikus számláló és kondenzátor típusok képviselik.
2. Határozza meg a spektrális komponensek frekvenciáját. Vannak heterodin és rezonáns típusok.
3. Spektrumelemzést végeznek.
4. A kívánt frekvenciát a megadott pontossággal reprodukálja. Ebben az esetben különféle intézkedések alkalmazhatók: szabványok, szintetizátorok, jelgenerátorok és egyéb ilyen irányú berendezések.
5. A kapott rezgések mutatóit összehasonlítjuk, ehhez összehasonlítót vagy oszcilloszkópot használunk.

Példa a munkára: hang

Mindezeket meglehetősen nehéz megérteni, mivel a fizika száraz nyelvét használtuk. Ennek az információnak a megértéséhez példát hozhat. Minden részletesen benne lesz, a modern életből származó esetek elemzése alapján. Ehhez vegye figyelembe a rezgés leghíresebb példáját - a hangot. Tulajdonságai, valamint a mechanikus rugalmas rezgések közegben történő megvalósításának jellemzői egyenes arányban állnak a frekvenciával.

Az emberi hallószervek 20 Hz és 20 kHz közötti rezgéseket képesek felvenni. Sőt, az életkor előrehaladtával a felső határ fokozatosan csökken. Ha a hangrezgések frekvenciája 20 Hz alá csökken (ami egy alvállalkozási szerződésnek felel meg), akkor infrahang keletkezik. Ez a típus, amelyet a legtöbb esetben nem hallunk, az emberek még mindig tapinthatónak érezhetik magukat. A 20 kilohertzes határ túllépésekor rezgések keletkeznek, amelyeket ultrahangnak neveznek. Ha a frekvencia meghaladja az 1 GHz -et, akkor ebben az esetben hiperszóval lesz dolgunk. Ha egy ilyen hangszert zongorának tekintünk, akkor 27,5 és 4186 Hz közötti rezgéseket hozhat létre. Nem szabad elfelejteni, hogy a zenei hangzás nem csak az alapvető frekvenciából áll - felhangok és felharmonikusok is keverednek vele. Mindez együtt határozza meg a hangszínt.

Következtetés

Mint már megtanulhatta, a vibrációs frekvencia rendkívül fontos összetevő, amely lehetővé teszi világunk működését. Hála neki, hallhatjuk, hogy a segítségével számítógépek működnek és sok más hasznos dolog történik. De ha a rezgési frekvencia meghaladja az optimális határt, akkor bizonyos rombolások elkezdődhetnek. Tehát, ha úgy befolyásolja a processzort, hogy annak kristálya kétszeres sebességgel működik, akkor gyorsan meghibásodik.

Ugyanezt tehetjük az emberi élettel is, amikor nagy gyakorisággal felrobbannak a dobhártyái. Emellett más negatív változások is bekövetkeznek a testben, amelyek bizonyos problémákkal járnak, akár a halált is beleértve. Sőt, a fizikai természet sajátosságai miatt ez a folyamat meglehetősen hosszú ideig fog elhúzódni. Egyébként ezt a tényezőt figyelembe véve a hadsereg új lehetőségeket fontolgat a jövő fegyvereinek fejlesztésére.

E szakasz tanulmányozása során szem előtt kell tartani, hogy habozás különböző fizikai természetűek egységes matematikai szempontból vannak leírva. Itt egyértelműen meg kell érteni az olyan fogalmakat, mint a harmonikus rezgés, fázis, fáziskülönbség, amplitúdó, frekvencia, oszcillációs periódus.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy bármely valódi oszcillációs rendszerben vannak a közeg ellenállása, azaz az oszcillációk csillapodnak. Az oszcillációk csillapításának jellemzésére bevezetik a csillapítási együtthatót és a logaritmikus csillapítási csökkenést.

Ha a rezgéseket külső, időszakosan változó erő hatására hajtják végre, akkor az ilyen rezgéseket erőltetettnek nevezik. Folyamatosak lesznek. Az erőltetett rezgések amplitúdója a hajtóerő frekvenciájától függ. Amikor a kényszerrezgések gyakorisága megközelíti a természetes rezgések frekvenciáját, a kényszerrezgések amplitúdója meredeken növekszik. Ezt a jelenséget rezonanciának hívják.

Ha továbblépünk az elektromágneses hullámok tanulmányozásához, világosan meg kell értenünk eztelektromágneses hullámaz űrben terjedő elektromágneses mező. A legegyszerűbb elektromágneses hullámokat kibocsátó rendszer egy elektromos dipólus. Ha a dipólus harmonikus rezgéseket hajt végre, akkor monokromatikus hullámot bocsát ki.

Képlet táblázat: rezgések és hullámok

Fizikai törvények, képletek, változók	Oszcillációs és hullámképletek
Harmonikus egyenlet: ahol x az ingadozó mennyiség elmozdulása (eltérése) az egyensúlyi pozíciótól; A az amplitúdó; ω - körkörös (ciklikus) frekvencia; α a kezdeti fázis; (ωt + α) - fázis.
Az időszak és a körkörös gyakoriság kapcsolata:
Frekvencia:
A körfrekvencia korrelációja a frekvenciával:
A természetes rezgések időszakai 1) tavaszi inga: ahol k a rugó merevsége; 2) matematikai inga: ahol l az inga hossza, g a gravitáció gyorsulása; 3) oszcilláló áramkör: ahol L az áramkör induktivitása, C a kondenzátor kapacitása.
Természetes rezgés frekvencia:
Ugyanazon frekvenciájú és irányú rezgések hozzáadása: 1) a rezgés amplitúdója ahol A 1 és A 2 a rezgéskomponensek amplitúdója, α 1 és α 2 - az oszcillációk összetevőinek kezdeti fázisai; 2) a rezgés kezdeti fázisa
Csillapított oszcillációs egyenlet: e = 2,71 ... a természetes logaritmusok alapja.
A csillapított lengések amplitúdója: ahol A 0 az amplitúdó a kezdeti időpontban; β a csillapítási együttható;
Csillapítási együttható: lengő test ahol r a közeg ellenállási együtthatója, m testtömeg; oszcilláló áramkör ahol R aktív ellenállás, L a hurok induktivitása.
Csillapított lengési frekvencia:
Csillapított oszcillációs periódus T:
Logaritmikus csillapítás csökkenés:

A minket körülvevő világban sok olyan jelenség és folyamat van, amelyek nagyjából láthatatlanok, nem azért, mert nem léteznek, hanem mert egyszerűen nem vesszük észre őket. Mindig jelen vannak, és a dolgok ugyanaz az észrevehetetlen és kötelező lényege, amelyek nélkül az életünket nehéz elképzelni. Mindenki tudja például, hogy mi az oszcilláció: a legáltalánosabb formájában eltérés az egyensúlyi állapottól. Nos, nos, az Ostankino torony teteje 5 m -rel eltért, és mi következik? Megfagy? Semmi ilyesmi, kezd visszatérni, átcsúszni az egyensúlyi állapoton, és eltérni a másik irányba, és így tovább örökké, amíg létezik. És mondd, sokan látták már valóban ezeket a hatalmas szerkezetű ilyen hatalmas rezgéseket? Mindenki tudja, habozik, itt -ott, itt -ott, éjjel -nappal, télen és nyáron, de valahogy ... nem észrevehető. Az oszcillációs folyamat okai egy másik kérdés, de jelenléte minden létező elválaszthatatlan jele.

Minden vibrál körülötte: épületek, építmények, óra inga, levelek a fákon, hegedű húrok, óceán felszíne, hangvilla lábak ... változik, majd ez a ciklus pontosan megismétlődik, általában véve végtelenül hosszú. Általában ezek a változások a térbeli koordináták egymást követő felsorolását vonják maguk után, amint az egy inga vagy ugyanazon torony lengésének példáján megfigyelhető.

Az időegységenkénti rezgések számát F = 1 / T frekvenciának nevezzük. Frekvencia egység - Hz = 1 / sec. Nyilvánvaló, hogy a ciklikus frekvencia az azonos nevű rezgések paramétere. Mindazonáltal a gyakorlatban elfogadott, hogy ezt a koncepciót némi kiegészítéssel főleg forgó jellegű rezgéseknek tulajdonítják. Így történt ez a technológiában is, amely a legtöbb gép, mechanizmus, eszköz alapja. Ilyen rezgések esetén egy ciklus egy fordulat, és akkor kényelmesebb a mozgás szögparamétereit használni. Ennek alapján a forgó mozgást szögletes egységekben mérik, azaz egy fordulat 2π radiánnal egyenlő, és a ciklikus frekvencia ῳ = 2π / T. Ebből a kifejezésből könnyen látható az összefüggés az F frekvenciával: ῳ = 2πF. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy azt mondjuk, hogy a ciklikus frekvencia a rezgések (teljes fordulatok) száma 2π másodperc alatt.

Úgy tűnik, nem a homlokán, szóval ... Nem egészen így. A 2π és 2πF tényezőket az elektronika, a matematikai és az elméleti fizika számos egyenletében használják azokban a szakaszokban, ahol az oszcillációs folyamatokat a ciklikus frekvencia fogalmával tanulmányozzák. A rezonanciafrekvencia képletét például két tényező csökkenti. Ha a "ford / sec" mértékegységet használják a számításokhoz, akkor a ang szögű, ciklikus, frekvencia számszerűen egybeesik az F frekvencia értékével.

Az oszcillációk, mint az anyag létezésének lényege és formája, valamint anyagi megtestesülése - létezésünk tárgyai, nagy jelentőséggel bírnak az emberi életben. A rezgés törvényeinek ismerete lehetővé tette a modern elektronika, az elektrotechnika és sok modern gép létrehozását. Sajnos a tétovázás nem mindig hoz pozitív hatást, néha bánatot és pusztulást hoz. Az ingadozásokkal nem számolt, sok baleset oka, anyag, és a hidak, gátak, gépalkatrészek rezonancia rezgéseinek ciklikus gyakorisága idő előtti meghibásodásukhoz vezet. Az oszcillációs folyamatok tanulmányozása, a természeti és műszaki objektumok viselkedésének előrejelzésére való képesség annak érdekében, hogy megakadályozzák azok megsemmisülését vagy működési állapotból való kilépését, számos mérnöki alkalmazás fő feladata, valamint az ipari létesítmények és mechanizmusok rezgésállóságának vizsgálata. a karbantartás kötelező eleme.