بسیاری از فیزیک گاهی غیرقابل درک می ماند. و همیشه اینطور نیست که یک نفر فقط کمی در مورد این موضوع مطالعه کند. گاهی اوقات مطالب به گونه ای ارائه می شود که درک آن برای فردی که با اصول اولیه فیزیک آشنا نیست به سادگی غیرممکن است. یک بخش نسبتاً جالب که مردم همیشه اولین بار آن را درک نمی کنند و قادر به درک آن نیستند، نوسانات دوره ای است. قبل از توضیح نظریه نوسانات تناوبی، اجازه دهید کمی در مورد تاریخچه کشف این پدیده صحبت کنیم.
تاریخ
مبانی نظری نوسانات تناوبی در دنیای باستان شناخته شده بود. مردم دیدند که چگونه امواج به طور یکنواخت حرکت می کنند، چگونه چرخ ها می چرخند و پس از مدت زمان معینی از همان نقطه عبور می کنند. از همین پدیده های به ظاهر ساده است که مفهوم نوسانات سرچشمه گرفته است.
اولین شواهدی از توصیف نوسانات حفظ نشده است، اما به طور قطع مشخص است که یکی از رایج ترین انواع آنها (یعنی الکترومغناطیسی) به طور نظری توسط ماکسول در سال 1862 پیش بینی شد. پس از 20 سال، نظریه او تایید شد. سپس هاینریش هرتز مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام داد که وجود امواج الکترومغناطیسی و وجود ویژگی‌های خاصی را که منحصر به آنها است، اثبات کرد. همانطور که معلوم است، نوریک موج الکترومغناطیسی است و از تمام قوانین مربوطه تبعیت می کند. چند سال قبل از هرتز، فردی بود که تولید امواج الکترومغناطیسی را به جامعه علمی نشان داد، اما به دلیل اینکه از نظر تئوری به اندازه هرتز قوی نبود، نتوانست ثابت کند که آزمایش موفقیت آمیز بوده است. دقیقاً به دلیل نوسانات.
ما کمی دور از موضوع هستیم. در بخش بعدی به نمونه‌های اصلی نوسانات تناوبی که در زندگی روزمره و طبیعت می‌توانیم با آنها برخورد کنیم، خواهیم پرداخت.
بازدید
این پدیده ها در همه جا و همیشه رخ می دهند. و علاوه بر امواج و چرخش چرخ‌ها که قبلاً به عنوان مثال ذکر شد، می‌توانیم متوجه نوسانات دوره‌ای در بدن خود شویم: انقباضات قلب، حرکت ریه‌ها و غیره. اگر بزرگ‌نمایی کنید و به سمت اجسام بزرگ‌تر از اندام‌های ما حرکت کنید، می‌توانید نوسانات علمی مانند زیست‌شناسی را ببینید.
یک مثال نوسانات دوره ای در تعداد جمعیت ها است. معنای این پدیده چیست؟ در هر جمعیتی همیشه افزایش و سپس کاهش وجود دارد. و این ناشی از عوامل مختلفی است. به دلیل محدودیت فضا و بسیاری عوامل دیگر، جمعیت نمی تواند به طور نامحدود رشد کند، بنابراین طبیعت با کمک مکانیسم های طبیعی یاد گرفته است که تعداد را کاهش دهد. در همان زمان، نوسانات دوره ای در اعداد رخ می دهد. در جامعه بشری نیز همین اتفاق می افتد.
حال بیایید نظریه این مفهوم را مورد بحث قرار دهیم و برخی از فرمول ها را در مورد مفهومی مانند نوسانات تناوبی تحلیل کنیم.
نظریه
نوسانات دوره ای موضوع بسیار جالبی است. اما، مانند هر چیز دیگری، هرچه بیشتر غواصی کنید - غیرقابل درک تر، جدیدتر و پیچیده تر است. در این مقاله به عمق نخواهیم پرداخت، بلکه به طور مختصر خصوصیات اصلی نوسانات را شرح می دهیم.
ویژگی های اصلی نوسانات دوره ای دوره و فراوانی نوسانات است. دوره نشان می دهد که چقدر طول می کشد تا موج به موقعیت اولیه خود بازگردد. در واقع، این مدت زمانی است که یک موج طول می کشد تا فاصله بین تاج های مجاور خود را طی کند. مقدار دیگری نیز وجود دارد که ارتباط نزدیکی با مقدار قبلی دارد. این فرکانس است. فرکانس معکوس دوره است و معنای فیزیکی زیر را دارد: تعداد تاج های موجی است که در واحد زمان از یک منطقه خاص از فضا عبور کرده اند. فرکانس نوسانات تناوبی، اگر به شکل ریاضی ارائه شود، دارای فرمول است: v=1/T، که در آن T دوره نوسان است.
قبل از نتیجه گیری سریع، بیایید کمی در مورد محل مشاهده نوسانات دوره ای و اینکه چگونه دانستن آنها می تواند در زندگی مفید باشد صحبت کنیم.
برنامه
ما قبلاً انواع نوسانات تناوبی را در بالا در نظر گرفته ایم. حتی اگر با فهرستی از محل ملاقات آنها هدایت شوید، به راحتی می توان فهمید که آنها ما را در همه جا احاطه کرده اند. امواج الکترومغناطیسی از تمام وسایل برقی ما ساطع می شود. علاوه بر این، ارتباط تلفن به تلفن یا گوش دادن به رادیو بدون آنها امکان پذیر نخواهد بود.
امواج صوتی نیز ارتعاش هستند. تحت تأثیر ولتاژ الکتریکی، یک غشای خاص در هر مولد صداشروع به ارتعاش می کند و امواجی با فرکانس مشخص ایجاد می کند. به دنبال غشاء، مولکول های هوا شروع به ارتعاش می کنند که در نهایت به گوش ما می رسد و به عنوان صدا درک می شود.
نتیجه گیری
فیزیک علم بسیار جالبی است. و حتی اگر به نظر می رسد که شما به نوعی همه چیز را در آن می دانید که می تواند در زندگی روزمره مفید باشد، باز هم چنین چیزی وجود دارد که درک بهتر آن مفید است. امیدواریم این مقاله به شما کمک کرده باشد که مطالب مربوط به فیزیک ارتعاشات را درک کرده یا به خاطر بسپارید. این در واقع موضوع بسیار مهمی است، کاربرد عملی نظریه که امروزه در همه جا از آن یافت می شود.
