Mexanik tizimlarning tebranishlari va tebranishlari fizikada eng muhim o'rganish sohalaridan biri bo'lib qolmoqda. Deyarli har bir tizim turli yo'llar bilan tebranadi yoki tebranadi.

Okean shovqini, gitara, belanchakdagi bola yoki yurak urishining umumiy jihati nimada? Ularning barchasi tebranadi - ya'ni ular ikkita nuqta orasida oldinga va orqaga harakatlanadilar. Inson tanasining o'zi bu tebranish hodisalarining xazinasi. Hatto tanamizdagi atomlar ham tebranadi. Tebranadigan har bir tizimning umumiy tomoni bor. Bu kuch va energiyani o'z ichiga oladi. Siz bolani tebranib harakatlantirasiz yoki siz issiqlik bilan kristallda tebranayotgan atomlarning energiyasini oshirishingiz mumkin. Shunday qilib tebranishlar to'lqinlarni yaratadi.

Tebranishlar va to'lqinlar o'rtasida qanday umumiylik bor? Bunday hodisalarga taalluqli xususiyat davriylikdir. Ko'plab asosiy printsiplar barcha hodisalarni, ular siz tasavvur qilganingizdan ko'ra mushtarak ekanligini isbotlaydi. Siz takroran takrorlanadigan har bir hodisada ma'lum bir naqsh yoki harakatni sezasiz. Davriy harakat - bu doimiy intervallarda takroran takrorlanadigan harakat, masalan gitara torlari yoki bolaning orqa va oldinga siljishdagi harakati. Bitta tebranish tsiklini yoki tebranishini bajarish vaqti to'lqin davri deb nomlanadi. Chastota shunchaki sekundiga tebranadigan aylanishlar sonini anglatadi.

Chastota nima?

To'lqinning chastotasi shunchaki bir soniyada sodir bo'lgan to'liq tsikllar yoki tebranishlar sonini anglatadi. U sekundiga yoki gerts (Gts) sikl bilan o'lchanadi. Tsikl bitta to'liq tebranishdir va tebranish bir yoki bir nechta hodisalar bo'lishi mumkin, holbuki tebranishlar asosan bir qator tsikllar uchun takrorlanadi. Odatda "f" harfi bilan belgilanadi va quyidagicha ifodalanadi:

f = 1 / T, bu erda 'T' vaqt davri va 'f' - chastota.

Davr nima?

Davr chastotaning teskari bo'lib, tebranish yoki tebranishning to'liq aylanish davri uchun olingan vaqt sifatida belgilanadi. Bu shunchaki biror narsaning vaqti-vaqti bilan sodir bo'lish vaqtiga ishora qiladi va u har bir tsiklda soniyalarda o'lchanadi. Vaqt davri chastotaning o'zaro hisob-kitobidir, ya'ni ikkala miqdor ham bir-biriga teskari proportsionaldir. Tenglama ko'rinishida davr quyidagicha ifodalanadi:

T = 1 / f, bu erda 'f' - chastota va 'T' - vaqt davri.

Davr va chastota o'rtasidagi farq

  1. Davr va chastotani aniqlash

Har ikkala atama davri va chastota bir-biriga bog'liq, chunki ular ma'lum bir harakat shaklini namoyish etadi, ammo ular aniq farq qiladi. Ikkalasi ham davriy hodisa bilan bog'liq va ko'pincha bir-biri bilan chalkashadi. Davr deganda bitta tebranish yoki tebranishning to'liq tsikli bajarilishi uchun to'lqin qancha vaqt kerakligi tushuniladi. Chastotani, aksincha, sekundiga to'liq tsikllar yoki tebranishlar sonini anglatadi. Davr - vaqtga bog'liq miqdor, chastota esa tezlikka bog'liq. Davr shunchaki vaqti-vaqti bilan sodir bo'ladigan vaqtni anglatadi, chastota esa bu qanchalik tez-tez sodir bo'lishini anglatadi.

  1. Davr va chastotaning o'zaro aloqasi

Ikkala miqdor ham bir-biriga teskari proporsionaldir. Chastotani sekundiga, sekundiga tebranishda, bir sekundda tebranishda va hokazolarda ifodalaydi va odatda “f” harfi bilan belgilanadi. Davr har bir tsikl uchun soniyalarda ifodalanadi. Hertz (Hz) chastota birligi va “T” bitta to'liq tebranish vaqtini bildiradi. Matematik nuqtai nazardan, ikkala miqdor ham bir-birining o'rnini bosadi. Tenglama shaklida chastota va davr quyidagicha ifodalanadi:

f = 1 / T, bu erda f - chastota va T - davr.

Buni quyidagicha ifodalash mumkin.

T = 1 / f

  1. Davr va chastotaga misol

Aytaylik, to'lqin tepaga va pastga siljish uchun bir soniyani oladi, ya'ni to'lqinning vaqti 1 sekundni tashkil qiladi. Chastota va davr bir-biriga teskari proportsionaldir. Sekundda faqat bitta tsikl sodir bo'lganligi sababli, to'lqinning chastotasi sekundiga 1 tsiklni tashkil qiladi. Va agar to'lqinning to'liq aylanishiga to'lqinning yarim soniyasi kerak bo'lsa, u to'lqinning davri 0,5 sekund va chastota 1 / 0,5 = 2 bo'ladi, ya'ni sekundiga 2 tsikl. Shunday qilib, vaqt davri qancha uzoq bo'lsa, chastotani kamaytiring va aksincha.

Davr va chastotalar: taqqoslash jadvali

Vaqt va boshqalar haqida qisqacha ma'lumot. Chastotani

Ikkala chastota va vaqt davri to'lqinlarning asosiy parametrlari bo'lib, ular bir-biri bilan bog'liq, ammo ular miqdor jihatidan aniq farq qiladi. To'lqinning chastotasi tezlik tezligi bilan bog'liq, to'lqinning vaqti esa vaqt miqdoriga bog'liq. Vaqt davri deganda to'lqin to'lqinning to'lqinning to'liq aylanishini yoki tebranishini bajarish uchun ketadigan vaqtni anglatadi. Chastota bir soniyada sodir bo'ladigan tebranishlar sonini anglatadi, bu vaqtning teskari. Chastotani o'lchash odatda Hertz (Gts) va davr sekundlarda o'lchanadi. Ularning ikkalasi ham bir-biriga teskari proportsionaldir, ya'ni agar chastota yuqori bo'lsa, unda davr pastroq va aksincha. Chastota 'f' harfi bilan belgilanadi va davr 'T' bilan belgilanadi.

Adabiyotlar

  • Tasvir krediti: https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency-shift_keying#/media/File:FSK-FMCW_Principle.png
  • Tasvir krediti: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a3/Pendulum_period.svg/500px-Pendulum_period.svg.png
  • Ingard, K.U. To'lqinlar va tebranishlar asoslari. Kembrij: Kembrij universiteti matbuoti, 1988 yil
  • Chaudhuri, R.N. To'lqinlar va tebranishlar. Dehli: New Age International, 2001 yil. Chop etish
  • Zitsevit, Pol U. Foydali fizika bo'yicha javoblar kitobi. Michigan: Visible Ink Press, 2011 yil. Chop etish