Колебания

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Колеба́ния — повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы. Например, при колебаниях маятника повторяются отклонения его в ту и другую сторону от вертикального положения; при колебаниях в электрическом колебательном контуре повторяются величина и направление тока, текущего через катушку.

Колебания почти всегда связаны с попеременным превращением энергии одной формы проявления в другую форму.

Отличие колебания от волны.

Колебания различной физической природы имеют много общих закономерностей и тесно взаимосвязаны c волнами. Поэтому исследованиями этих закономерностей занимается обобщённая теория колебаний и волн. Принципиальное отличие от волн: при колебаниях не происходит переноса энергии, это, так сказать, «местные» преобразования энергии.

[править] Классификации колебаний

Выделение разных видов колебаний зависит от свойства, которое хотят подчеркнуть.

Для подчёркивания разной физической природы колеблющихся систем (осцилляторов) выделяют, например, колебания:

механические (звук, вибрация);
электромагнитные (свет, радиоволны);
комбинации вышеперечисленных.

По отношению к воздействию внешних сил:

вынужденные – колебания, совершамые при постоянном воздействии внешней силы;
собственные или свободные – колебания при отсутствии внешнийх сил, когда система, после первоначального воздействия внешней силы, предоставляется самой себе.

[править] Характеристики колебаний

Амплитуда $A\,\!$ (м) — максимальное отклонение колеблющейся величины от некоторого усреднённого её значение для системы.

Промежуток времени $T\,\!$ (сек), через который повторяются какие-либо показатели состояния системы, называют периодом колебаний.

Число колебаний в единицу времени называется частотой колебаний $f\,\!$ (Гц, сек^-1).

Период колебаний $T\,\!$ и частота $f\,\!$ – обратные величины;

$T=\frac{1}{f}\qquad\,\!$ и $f=\frac{1}{T}\,\!$

В круговых или циклических процессах вместо характеристики «частота» используется понятие круговая или циклическая частота $\omega\,\!$ (Гц, сек^-1, об/сек), показывающая число колебаний за время $2π$ :

$\omega =\frac{2\pi}{T} =2\pi f\,\!$

[править] См. также

Гармонический осциллятор

[править] Литература

Физика. Большой энциклопедический словарь/Гл. ред. А. М. Прохоров. — 4-е изд. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. — С. 293—295. ISBN 5-85270-306-0 (БРЭ)