תנודות וגלים

תופעות כאלה כמו תנודות וגלים קשוריםאחד הנפוצים ביותר בטבע, הן בחיים לא אורגניים. תהליכי הרטט הם אלה שבהם חלק מהמצבים החשופים של מערכת מסוימת חוזרים על עצמם מדי פעם. מאז בית הספר כולם מכירים את הניסויים עם מטוטלת מתנדנדת - זה דוגמה של התהליך התנודתי הפשוט ביותר.

מורכבת יותר, אבל לא פחותתופעה כגון גלים יכולה להיחשב נפוצה. הטבע שלהם הוא מגוון מאוד, ואנחנו יכולים לצפות בו על ידי דוגמה של פעולה של תופעות רבות סביבנו. הכי גלוי, אם אפשר לומר כך, הוא אור, התפשטות שלה בסביבות שונות - אוויר, מים, ואקום, תערובות כימיות.

כדי להבין כיצד תנודות וגלים קשורים זה לזהבפשטות. תארו לעצמכם סוג של מערכת תנודה, אותה מטוטלת במצב רטט, ולאחר מכן להזיז אותה, מבלי לעצור את תהליך תנודה, למקום אחר, ואתה תקבל תופעה גל. במילה אחת, תהליך יכול להיקרא גל, שבמהלכו תנודות לנוע ממקום אחד למשנהו.

ההבדל באופי של תנודות מגלים ניתן גם לייחס את הדוגמה של השתקפות מתמטית שלהם. תנודות וגלים, שנוסחאותיהם שונות זו מזו, מתבטאות בדרך זו.

רטט בצורת הפשוטה מאופיינים על ידימספר אינדיקטורים של תנודות, תדירות זמנם של מחזור תנודה אחת. חיבור פורמולה של פרמטרים אלו הוא כדלקמן: F = 1 / T, כאשר n - מספר התנודות ו- T - פרק הזמן שבמהלכו תהליך התנודה מתרחש. במידת הצורך, תיאור מפורט יותר של תופעות תנודתית באמצעות אפשרויות מתקדמות. לדוגמא, אם ניקח בחשבון את התנודות של הסוג המחזורי, זה יהיה מרכיב הכרחי: שלב (j) - ערך אשר מציין כמה תנודות התרחשה מתחילת התהליך, התדירות הזוויתית (w), משרעת (א) מראה סטייה מקסימלית מערכה מהמדינה הראשונית. הנוסחא של תהליך הרמוני זו הופכת אז: F = A j חטא, או A = f / חטא j.

בהתחשב בכך הגורם העיקרי של ההבדל בין דבשגל ואת המעשים תנודה לקזז ערך, בצורתו הפשוטה ביותר, תופעת הגל עשויה לשקף נוסחא כגון: S = A · חטא ω s (t - x / v), שבו S - הגודל של עקירת הגל, נ - מהירות התזוזה (מהירות הגל), ω - תדירות זוויתית.

במדעים העוסקים בחקר תהליכי גל רטט, נהוג לחשוב בנפרד על גלים מכאניים ועל תנודות. אלקטרומגנטית. זאת בשל העובדה כי גלים אלקטרומגנטיים להתפשט בתקשורת מיוחדת מאופיינים בעובדה כי במהלך התפשטות הם מעבירים את האנרגיה של הדופק vibrational מבלי להעביר את החומר מאוד (מערכת) שעושה תנודה זו. ראשית, דוגמה כאן יכולה להיות מגוון תחומים: חשמל, אלקטרומגנטי, גלי רדיו, קרינה מסוגים שונים.

כפי שנאמר, תנודות וגלים בתיאוריהנחשבים בנפרד, אך אין זה אומר שהם מבודדים בטבע ובטכנולוגיות שנוצרו על ידי האדם. הדוגמה החיה ביותר כאן עשויה להיות יישום של תהליכי גל רטט ברדאר. תחנת הקרינה שולחת אות מתנדנד בצורת גל עם תדר קבוע מראש לאובייקט שזז בזמן מסוים. גל זה מגיע אל האובייקט כבר בנקודה אחרת בזמן, אך משתקף ומגיע לתחנה המקבלת (מודול) - בשלישית. כלומר, בין הנחת הגל לקליטתו, נוצר פרק זמן מסוים, המאפיין את תנועת החפץ בחלל. לדעת את זמן העיכוב של הגל והמרחק, אתה יכול לקבוע את המהירות של אובייקט נע עם דיוק רב, כמו גם את מיקומו. וכן, את אורך גל קטן, מדויק יותר את הגדרות המיקום.

בטכנולוגיות מודרניות, תנודות וגליםמשמשים יותר ויותר. כל מעבד המחשב הידוע הוא לא יותר מאשר מערכת תנודה, שבה כמה מאות מיליוני טרנזיסטורים הם סיכם ביצוע פעולות חישוביות בעקבות הדוגמה של אלה מתנדנדים במערכת בינארי. המהירות של מערכות כאלה מתנדנד הוא גדול מאוד ונמדדת ב gigahertz. נתונים אלה ניתן לקרוא על ידי כל משתמש על ידי פתיחת "המחשב שלי - מאפייני מערכת" חלון.