نوسانات و امواج

چنین پدیده هایی مانند ارتعاشات و امواج یکی از گسترده ترین ماهیت های زندگی هستند و غیر معدنی هستند. فرآیندهای نوسانی آنهایی هستند که در آن بعضی از حالت های در معرض یک سیستم خاص به صورت دوره ای تکرار می شوند. از آنجا که مدرسه همه دانش آزمایش با یک آونگ نوسان - این نمونه ای از ساده ترین فرآیند نوسان است.

پیچیده تر، اما از این کمتر رایج است می تواند چنین پدیده ای به عنوان امواج در نظر گرفته شود. طبیعت آنها بسیار متنوع است و ما می توانیم آن را با مثال بسیاری از پدیده هایی که ما را احاطه کرده اند، مشاهده کنیم. بیشترین قابل مشاهده، اگر کسی بتواند آن را بگوید، نور است، گسترش آن در محیط های مختلف - هوا، آب، خلاء، مخلوط های شیمیایی.

برای درک اینکه لرزش و امواج در ارتباط هستند، بسیار ساده است. تصور کنید یک سیستم نوسانی خاص، همان آونگ در حالت ارتعاشی، و سپس حرکت آن را بدون متوقف کردن فرآیند نوسان به مکان دیگری، و شما پدیده موج خواهد شد. در یک کلمه یک فرآیند را می توان موج نامیده، در طی آن نوسانات از یک مکان به مکان دیگر حرکت می کنند.

تفاوت در ماهیت نوسانات از امواج نیز می تواند به عنوان مثال از انعکاس ریاضی خود را نشان می دهد. نوسانات و امواج، فرمول هایی که از یکدیگر متفاوت هستند، به این شکل بیان می شوند.

نوسانات در ساده ترین شکل با شاخص های تعداد نوسانات، فرکانس آنها و زمان یک چرخه نوسان مشخص می شود. فرمول رابطه برای این پارامتر ها به صورت زیر است: f = 1 / T، where n تعداد نوسانات است، T زمان دوره ای است که طی آن فرآیند نوسان رخ می دهد. اگر توصیف دقیق تر از پدیده نوسان مورد نیاز باشد، پارامترهای اضافی مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین، برای مثال، اگر ما در نظر گرفتن نوسانات نوع سیکل، ما نیاز به یک شاخص: فاز (ج) مقدار است که نشان می دهد که کدام بخش از نوسان قبل از آغاز کل فرایند رخ داده است، فرکانس چرخه (w)، دامنه (A) نشان می دهد حداکثر انحراف سیستم از حالت اولیه. فرمول این فرایند هارمونیک پس از آن شکل می گیرد: f = A sin j، یا A = f / sin j.

با توجه به اینکه عامل اصلی تفاوت بین موج و موج، مقدار جابجایی است، در ساده ترین شکل، پدیده موج می تواند با فرمول بیان شود: S = A · sin ω x (t - x / v)، جایی که S جابه جایی موج است، v سرعت جابجایی (سرعت موج)، و ω فرکانس زاویه ای است.

در علوم که با مطالعه فرآیندهای موج ارتعاشی مقابله می کنند، معمول است که به طور جداگانه به بررسی امواج مکانیکی و نوسانات و الکترومغناطیسی این به خاطر این واقعیت است که امواج الکترومغناطیسی در رسانه های ویژه پخش می شوند و با این واقعیت مشخص می شوند که در هنگام انتشار انرژی انرژی پالس ارتعاشی را بدون انتقال ماده ای که سیستم را ایجاد می کند انتقال می دهد. اول از همه، یک مثال در اینجا می تواند زمینه های مختلفی باشد: الکتریکی، الکترومغناطیسی، امواج رادیویی، تابش انواع مختلف.

همانطور که گفته شد، نوسانات و امواج در تئوری به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می گیرند، اما این بدان معنا نیست که آنها در طبیعت و تکنولوژی هایی که توسط انسان ایجاد شده اند، جدا شده اند. به عنوان مثال، واضح ترین کاربرد این فرآیند در ارتفاعات رادار می باشد. ایستگاه رادیویی سیگنال نوسان موج را با یک فرکانس از پیش تعیین شده به یک شی که در یک زمان خاص حرکت می کند، ارسال می کند. موج این جسم را در یک لحظه متفاوت از زمان به دست می آورد، اما بازتاب می یابد و در ایستگاه دریافتی (ماژول) وارد می شود - در سوم. به عبارت دیگر، بین فرض موج و پذیرش، یک فاصله زمانی مشخصی شکل می گیرد که جنبش جسم در فضا را مشخص می کند. با دانستن تأخیر زمانی موج و فاصله، می توانید سرعت حرکت جسم را با دقت بسیار بالا و موقعیت مکانی آن تعیین کنید. و طول موج کوچکتر ، دقیق تر تعاریف مکان است.

در فن آوری های نوین، نوسانات و امواج به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. تمام پردازنده های شناخته شده کامپیوتر چیزی بیش از یک سیستم نوسان است که در آن چندین صد میلیون ترانزیستور انجام عملیات محاسباتی را به دنبال نمونه هایی از نوسانات در سیستم دودویی انجام می دهد . سرعت چنین سیستم های نوسان بسیار بزرگ است و در گیگا هرتز اندازه گیری می شود. این اطلاعات را می توان توسط هر کاربر با باز کردن پنجره "My Computer - Properties System" خواند.