Гармоник осциллятор: төрөл ба хэрэглээ

Гармоник осциллятор: төрөл ба хэрэглээ
Гармоник осциллятор: төрөл ба хэрэглээ
Anonim

Технологийн дэвшил нь физик үзэгдлийн судалгаа, квант талбайн нээлт болон бусад салбаруудын тусламжтайгаар явагддаг. Үүний зэрэгцээ шинэ төхөөрөмж, төхөөрөмжүүдийг зохион бүтээсэн бөгөөд үүгээрээ дамжуулан янз бүрийн судалгаа хийж, бичил ертөнцийн үзэгдлийг тайлбарлах боломжтой юм. Эдгээр механизмын нэг нь гармоник осциллятор бөгөөд түүний зарчмыг эртний соёл иргэншлийн төлөөлөгчид хүртэл мэддэг байсан.

Төхөөрөмж ба түүний төрлүүд

гармоник осциллятор
гармоник осциллятор

Гармоник осциллятор нь тогтмол утгын коэффициент бүхий шугаман дифференциал тэгшитгэлээр тодорхойлогддог хөдөлгөөнт механик систем юм. Ийм төхөөрөмжүүдийн хамгийн энгийн жишээ бол пүрш дээрх жин, дүүжин, акустик систем, молекул хэсгүүдийн хөдөлгөөн гэх мэт.

Энэ төхөөрөмжийн дараах төрлүүдийг нөхцөлт байдлаар ялгаж болно:

  • шугаман гармоник осциллятор
    шугаман гармоник осциллятор

    Энгийн гармоник осциллятор - эндСуурин байдлаас салгах үед систем нь F хүчний үйлчлэлд байх бөгөөд үүнийг F=-kx томъёогоор илэрхийлж болно, k нь энэ системийн хөшүүн байдлын коэффициент, x нь шилжилт юм. Энэ тохиолдолд F нь хэлбэлзэлд нөлөөлдөг цорын ганц бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

  • Шугаман гармоник осциллятор - энд хөдөлгөөн шулуун замаар нэг хавтгайд явагдана. Энэ системийг мөн нэг хэмжээст гэж нэрлэдэг бөгөөд хэлбэлзэл нь уян харимхай шинж чанартай хүчний нөлөөн дор явагддаг.
  • Соргосон загвар - энд системд мөн үрэлтийн хүч нөлөөлж, хөдөлгөөний эсрэг чиглэсэн бөгөөд энэ хэлбэлзлийн хурдтай пропорциональ үйлчилдэг. Энэ тохиолдолд чийгшүүлэх үйл явц нь ихэвчлэн хэмжээсгүй параметрээр тодорхойлогддог бөгөөд чанарын хүчин зүйл гэж нэрлэгддэг. Энэ утга нь нэг хэлбэлзлийн үеийн энергийн нөөцийг түүний алдагдалд харьцуулсан харьцааг тодорхойлдог системийн шинж чанар юм.

Төхөөрөмжийг ашиглах

квант гармоник осциллятор
квант гармоник осциллятор

Энэ төхөөрөмжийг янз бүрийн салбарт голчлон хэлбэлзлийн системийн мөн чанарыг судлахад ашигладаг. Квантын гармоник осцилляторыг фотон элементүүдийн зан төлөвийг судлахад ашигладаг. Туршилтын үр дүнг янз бүрийн салбарт ашиглаж болно. Тиймээс Америкийн хүрээлэнгийн физикчид бие биенээсээ нэлээд хол зайд байрлах бериллийн атомууд квант түвшинд харилцан үйлчлэлцэж чаддаг болохыг тогтоожээ. Үүний зэрэгцээ эдгээр хэсгүүдийн зан байдал нь макро ертөнц дэх биетүүд (металл бөмбөлөгүүд) -тэй төстэй бөгөөд гармоник осциллятортой төстэй урагш буцах дарааллаар хөдөлдөг. ионуудбериллий нь физикийн хувьд их зайтай байсан ч хамгийн бага эрчим хүчний нэгжийг (квант) солилцсон. Энэхүү нээлт нь мэдээллийн технологийн технологийг ихээхэн ахиулах боломжийг олгож, компьютерийн тоног төхөөрөмж, электроникийн үйлдвэрлэлд шинэ шийдлийг бий болгож байна.

Гармоник осцилляторыг хөгжмийн бүтээлийг үнэлэхэд ашигладаг. Энэ аргыг спектроскопийн шинжилгээ гэж нэрлэдэг. Үүний зэрэгцээ хамгийн тогтвортой систем бол дөрвөн хөгжимчний (квартет) бүрэлдхүүн юм. Мөн орчин үеийн бүтээлүүд ихэвчлэн ангармони байдаг.

Зөвлөмж болгож буй: