Мир колебаний

Амплитуда, фаза, частота

- частота,

- круговая частота

Грузик прикреплен к стрежню, закрепленному на оси. Будучи вначале отклонен на некоторый угол и отпущен, груз набирает скорость, и она достигает максимума в нижней точке. По инерции груз проскакивает нижнюю точку, движется дальше, и, если отсутствуют потери механической энергии, достигает той же высоты подъема, как и в начальный момент. Далее начинается движение в противоположную сторону, и процесс повторяется. Это колебательный режим маятника. Период малых колебаний дается формулой

, где l- длина нити, g - ускорение свободного падения. С ростом амплитуды период увеличивается.

Сообщив грузику большую начальную скорость, можно наблюдать другой режим движения - ротационный, когда маятник совершает вращение вокруг точки подвеса с переменной скоростью.

Шарик, закрепленный на пружине, совершает колебания, период малых колебаний

, где m- масса шарика, k - коэффициент жесткости пружины.

Резонатор Гельмгольца: его можно сравнить с пружинным маятником! Воздух в объеме колбы работает на сжатие - расширение и играет роль пружины, а воздух в горлышке, перемещаясь туда-сюда, играет роль грузика.

Шарик совершает колебания в лунке. Будучи отклонен на некоторый угол и отпущен, шарик набирает скорость, по инерции проскакивает нижнюю точку, движется дальше, и, если нет трения, достигает той же высоты, как в начальный момент. Далее начинается движение в противоположную сторону, и процесс повторяется.

Двойной маятник: его колебания могут быть хаотическими!

Колебания происходят благодаря наличию массы у колеблющихся деталей и возвращающей силы, возникающей благодаря упругим свойствам материала, из которого сделан камертон.

Колебательный процесс состоит в том, что энергия попеременно оказывается запасенной то в электрическом поле конденсатора, то в магнитном поле катушки индуктивности. Период колебаний дается формулой

, где C- емкость, L - индуктивность.

Колебательный процесс состоит в том, что энергия попеременно оказывается запасенной то в электрическом поле, сосредоточенном в зазоре резонатора, то в магнитном поле, распределенном в основном в полости тора. Такие резонаторы используются в электронных приборах, называемых клистронами - электронный поток проходит через зазор резонатора (стенки зазора выполнены в виде сеток), где подвергается воздействию высокочастотного электрического поля.

Колебания можно мыслить как распространение волны туда-сюда вдоль линии с отражением на концах. Если нас интересует область частот, где длина волны порядка размера системы, то существенна одна колебательная мода системы, и ее можно рассматривать как аналог простого колебательного контура.

Колебания можно мыслить как распространение света туда-сюда между двумя зеркалами. Такие резонаторы применяются в оптических квантовых генераторах - лазерах.

Колебания можно мыслить как распространение света по замкнутому пути между зеркалами. Такие резонаторы тоже применяются в оптических квантовых генераторах и в других оптических устройствах, в том числе для точных измерений (интерферометрия).