Postęp technologiczny odbywa się poprzez badanie zjawisk fizycznych, odkryć w dziedzinie kwantowej i innych dziedzinach. Jednocześnie powstają nowe urządzenia i urządzenia, dzięki którym możliwe jest prowadzenie różnych badań i wyjaśnianie zjawisk mikroświata. Jednym z tych mechanizmów jest oscylator harmoniczny, którego zasadę działania znali nawet przedstawiciele starożytnych cywilizacji.
Urządzenie i jego typy
Oscylator harmoniczny to ruchomy układ mechaniczny, który jest opisany liniowym równaniem różniczkowym ze współczynnikami o stałej wartości. Najprostsze przykłady takich urządzeń to obciążnik na sprężynie, wahadło, systemy akustyczne, ruch cząsteczek molekularnych itp.
Warunkowo można wyróżnić następujące typy tego urządzenia:
-
liniowy oscylator harmoniczny Prosty oscylator harmoniczny - tutajna układ wyjęty z pozycji spoczynkowej działa siła F, którą można wyrazić wzorem F=-kx, gdzie k jest współczynnikiem sztywności tego układu, x jest przemieszczeniem. W tym przypadku F jest jedynym składnikiem, który wpływa na oscylacje.
- Liniowy oscylator harmoniczny - tutaj ruch odbywa się w jednej płaszczyźnie po prostej ścieżce. Układ ten nazywany jest również jednowymiarowym, oscylacje wykonywane są pod działaniem siły o charakterze quasi-sprężystym.
- Model z tłumieniem - tutaj na układ wpływa również siła tarcia, która jest skierowana przeciw ruchowi i działa proporcjonalnie do prędkości tej oscylacji. W takim przypadku proces tłumienia charakteryzuje się zwykle parametrem, który nie ma wymiaru i nazywany jest współczynnikiem jakości. Wartość ta jest właściwością systemu, która określa stosunek rezerwy energii do jej strat w jednym okresie oscylacji.
Korzystanie z urządzenia
To urządzenie jest używane w różnych dziedzinach, głównie do badania natury systemów oscylacyjnych. Oscylator kwantowych harmonicznych służy do badania zachowania elementów fotonowych. Wyniki eksperymentów mogą być wykorzystywane w różnych dziedzinach. Tak więc fizycy z Amerykańskiego Instytutu odkryli, że atomy berylu, znajdujące się w dość dużych odległościach od siebie, mogą oddziaływać na poziomie kwantowym. Jednocześnie zachowanie tych cząstek jest podobne do ciał (kulek metalowych) w makrokosmosie, poruszających się w kolejności przód-powrót, podobnie jak oscylator harmoniczny. jonyberyl, pomimo fizycznie dużych odległości, wymieniał najmniejsze jednostki energii (kwanty). To odkrycie pozwala na znaczne zaawansowanie technologii informatycznych, a także zapewnia nowe rozwiązanie w produkcji sprzętu komputerowego i elektroniki.
Oscylator harmoniczny służy do oceny utworów muzycznych. Ta metoda nazywa się badaniem spektroskopowym. Jednocześnie stwierdzono, że najbardziej stabilnym systemem jest kompozycja czterech muzyków (kwartet). A prace współczesne są w większości anharmoniczne.
