Veľa fyziky niekedy zostáva nepochopiteľných. A nie vždy sa stane, že si človek na túto tému len trochu prečíta. Niekedy je materiál podaný tak, že človek, ktorý nie je oboznámený so základmi fyziky, je jednoducho nemožné pochopiť. Jedna pomerne zaujímavá časť, ktorú ľudia nie vždy chápu na prvýkrát a sú schopní ju pochopiť, sú periodické oscilácie. Pred vysvetlením teórie periodických oscilácií si povedzme trochu o histórii objavu tohto javu.
História
Teoretické základy periodických oscilácií boli známe už v starovekom svete. Ľudia videli, ako sa vlny pohybujú rovnomerne, ako sa kolesá otáčajú a po určitom čase prechádzajú rovnakým bodom. Práve z týchto zdanlivo jednoduchých javov vznikol koncept oscilácií.
Prvý dôkaz o opise oscilácií sa nezachoval, ale je s určitosťou známe, že jeden z ich najbežnejších typov (konkrétne elektromagnetický) teoreticky predpovedal Maxwell v roku 1862. Po 20 rokoch sa jeho teória potvrdila. Potom Heinrich Hertz vykonal sériu experimentov dokazujúcich existenciu elektromagnetických vĺn a prítomnosť určitých vlastností, ktoré sú pre ne jedinečné. Ako sa ukázalo, svetloje elektromagnetická vlna a riadi sa všetkými príslušnými zákonmi. Niekoľko rokov pred Hertzom existoval muž, ktorý vedeckej komunite demonštroval generovanie elektromagnetických vĺn, ale vzhľadom na to, že nebol tak silný v teórii ako Hertz, nemohol dokázať, že úspech experimentu bol práve kvôli osciláciám.
Trochu sme odbočili od témy. V ďalšej časti sa pozrieme na hlavné príklady periodických oscilácií, s ktorými sa môžeme stretnúť v každodennom živote a v prírode.
Zobrazenia
Tieto javy sa vyskytujú všade a stále. A okrem vĺn a otáčania kolies, ktoré už boli uvedené ako príklad, môžeme v našom tele zaznamenať periodické výkyvy: sťahy srdca, pohyb pľúc atď. Ak priblížite a prejdete na objekty väčšie ako naše orgány, môžete vidieť výkyvy vo vede, ako je biológia.
Príkladom sú pravidelné výkyvy v počte populácií. Aký je význam tohto javu? V každej populácii vždy dochádza k nárastu, potom k poklesu. A to je spôsobené rôznymi faktormi. Kvôli obmedzenému priestoru a mnohým ďalším faktorom nemôže populácia rásť donekonečna, preto sa za pomoci prirodzených mechanizmov príroda naučila počet znižovať. Súčasne dochádza k periodickým výkyvom v číslach. To isté sa deje s ľudskou spoločnosťou.
Poďme teraz diskutovať o teórii tohto konceptu a analyzovať niektoré vzorce týkajúce sa konceptu ako periodické oscilácie.
Teória
Periodické výkyvy sú veľmi zaujímavá téma. Ale ako v každom inom, čím ďalej sa ponoríte - tým nepochopiteľnejšie, nové a komplexnejšie. V tomto článku nepôjdeme do hĺbky, ale len stručne popíšeme hlavné vlastnosti kmitov.
Hlavnými charakteristikami periodických oscilácií sú perióda a frekvencia oscilácií. Obdobie ukazuje, ako dlho trvá, kým sa vlna vráti do pôvodnej polohy. V skutočnosti je to čas, ktorý potrebuje vlna na prekonanie vzdialenosti medzi jej susednými hrebeňmi. Existuje ďalšia hodnota, ktorá úzko súvisí s predchádzajúcou. Toto je frekvencia. Frekvencia je prevrátená hodnota periódy a má nasledujúci fyzikálny význam: je to počet vrcholov vĺn, ktoré prešli určitou oblasťou priestoru za jednotku času. Frekvencia periodických oscilácií, ak je uvedená v matematickej forme, má vzorec: v=1/T, kde T je perióda oscilácií.
Skôr než prejdeme k záveru, povedzme si trochu o tom, kde pozorujeme periodické výkyvy a ako môže byť vedieť o nich v živote užitočné.
Aplikácia
Typy periodických oscilácií sme už zvážili vyššie. Aj keď sa riadite zoznamom, kde sa stretávajú, je ľahké pochopiť, že nás obklopujú všade. Elektromagnetické vlny vyžarujú všetky naše elektrické spotrebiče. Okrem toho by bez nich nebola možná telefonická komunikácia alebo počúvanie rádia.
Zvukové vlny sú tiež vibrácie. Pod vplyvom elektrického napätia špeciálna membrána v akomkoľvek generátore zvukuzačne vibrovať a vytvárať vlny určitej frekvencie. Po membráne začnú vibrovať molekuly vzduchu, ktoré sa nakoniec dostanú do nášho ucha a sú vnímané ako zvuk.
Záver
Fyzika je veľmi zaujímavá veda. A aj keď sa zdá, že v ňom tak trochu viete všetko, čo môže byť užitočné v každodennom živote, stále existuje niečo, čomu by bolo užitočné lepšie porozumieť. Dúfame, že vám tento článok pomohol pochopiť alebo zapamätať si materiál o fyzike vibrácií. Toto je skutočne veľmi dôležitá téma, praktická aplikácia teórie, ktorá sa dnes nachádza všade.
