Fizikada müəyyən parametrlərlə xarakterizə olunan müxtəlif növ salınımlar mövcuddur. Onların əsas fərqlərini, müxtəlif amillərə görə təsnifatını nəzərdən keçirin.
Əsas təriflər
Dəyişmə altında dedikdə, hərəkətin əsas xüsusiyyətlərinin müntəzəm olaraq eyni qiymətlərə malik olduğu proses başa düşülür.
Periodik rəqslər əsas kəmiyyətlərin qiymətlərinin müntəzəm fasilələrlə təkrarlandığı rəqslərdir (rəylənmə dövrü).
Rəsmə proseslərinin çeşidləri
Fundamental fizikada mövcud olan əsas rəqs növlərini nəzərdən keçirək.
Sərbəst vibrasiyalar ilkin şokdan sonra xarici dəyişən təsirlərə məruz qalmayan sistemdə baş verənlərdir.
Sərbəst rəqsə misal riyazi sarkaçdır.
Xarici dəyişən qüvvənin təsiri altında sistemdə baş verən mexaniki vibrasiya növləri.
Təsnifat xüsusiyyətləri
Fiziki təbiətinə görə salınan hərəkətlərin aşağıdakı növləri fərqləndirilir:
- mexaniki;
- termal;
- elektromaqnit;
- qarışıq.
Ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqə variantına görə
Ətraf mühitlə qarşılıqlı təsirdə dalğalanma növləri bir neçə qrupa bölünür.
Xarici dövri hərəkətin təsiri altında sistemdə məcburi rəqslər görünür. Bu cür salınmaya misal olaraq ağaclardakı əllərin, yarpaqların hərəkətini nəzərdən keçirə bilərik.
Məcburi harmonik rəqslər üçün xarici təsirin və osilatorun tezliyinin bərabər qiymətləri ilə amplituda kəskin artımla rezonans yarana bilər.
Tarazlıqdan çıxarıldıqdan sonra daxili qüvvələrin təsiri altında sistemdə öz vibrasiyaları. Sərbəst vibrasiyaların ən sadə versiyası sap üzərində asılmış və ya yayına bərkidilmiş yükün hərəkətidir.
Öz-özünə salınmalar, sistemin rəqslər etmək üçün istifadə olunan müəyyən miqdarda potensial enerjiyə malik olduğu növlərdir. Onların fərqləndirici xüsusiyyəti odur ki, amplituda ilkin şərtlərlə deyil, sistemin özünün xassələri ilə xarakterizə olunur.
Təsadüfi dalğalanmalar üçün xarici yük təsadüfi dəyərə malikdir.
Rəsmə hərəkətlərinin əsas parametrləri
Bütün vibrasiya rejimləri ayrıca qeyd edilməli olan müəyyən xüsusiyyətlərə malikdir.
Amplituda tarazlıq vəziyyətindən maksimum sapma, dəyişkən dəyərin sapmasıdır, metrlə ölçülür.
Dövr bir tam fırlanma vaxtıdırsistem xüsusiyyətlərini təkrarlayan, saniyələrlə hesablanır.
Tezlik zaman vahidi başına salınanların sayı ilə müəyyən edilir, o, salınım dövrü ilə tərs mütənasibdir.
Tərəqqi mərhələsi sistemin vəziyyətini xarakterizə edir.
Harmonik salınımların xarakteristikası
Belə növ rəqslər kosinus və ya sinus qanununa uyğun olaraq baş verir. Furye müəyyən bir funksiyanı Furye seriyasına genişləndirməklə istənilən dövri rəqsin harmonik dəyişikliklərin cəmi kimi təqdim oluna biləcəyini müəyyən edə bildi.
Nümunə olaraq müəyyən dövrə və siklik tezliyə malik sarkacı nəzərdən keçirək.
Bu tip dalğalanmalar nə ilə xarakterizə olunur? Fizika riyazi sarkacını çəkisiz uzanmayan sap üzərində asılmış, cazibə qüvvəsinin təsiri altında salınan maddi nöqtədən ibarət ideallaşdırılmış sistem hesab edir.
Belə vibrasiya növləri müəyyən miqdarda enerjiyə malikdir, onlar təbiətdə və texnologiyada geniş yayılmışdır.
Uzunmüddətli salınım hərəkəti ilə onun kütlə mərkəzinin koordinatı dəyişir, alternativ cərəyanla isə dövrədə cərəyanın və gərginliyin qiyməti dəyişir.
Fiziki təbiətinə görə müxtəlif növ harmonik rəqslər var: elektromaqnit, mexaniki və s.
Kobud yolda hərəkət edən avtomobilin silkələnməsi məcburi salınma kimi çıxış edir.
Məcburi və pulsuz arasındakı əsas fərqlərdalğalanmalar
Bu tip elektromaqnit rəqsləri fiziki xüsusiyyətlərə görə fərqlənir. Orta müqavimət və sürtünmə qüvvələrinin olması sərbəst salınımların sönümlənməsinə səbəb olur. Məcburi salınımlar zamanı enerji itkiləri onun xarici mənbədən əlavə təchizatı ilə kompensasiya edilir.
Yay sarkacının dövrü gövdənin kütləsi və yayın sərtliyi ilə əlaqələndirilir. Riyazi sarkaç vəziyyətində, ipin uzunluğundan asılıdır.
Məlum dövrlə siz salınım sisteminin təbii tezliyini hesablaya bilərsiniz.
Texnologiyada və təbiətdə fərqli tezlik dəyərlərinə malik dalğalanmalar var. Məsələn, Sankt-Peterburqdakı İsaak Katedralində salınan sarkaç 0,05 Hz tezliyə malikdir, atomlar üçün isə bir neçə milyon meqahersdir.
Müəyyən vaxtdan sonra sərbəst rəqslərin sönümlənməsi müşahidə olunur. Məhz buna görə də real praktikada məcburi rəqslərdən istifadə olunur. Onlar müxtəlif vibrasiya maşınlarında tələb olunur. Vibrasiyalı çəkic boruları, qalaqları və digər metal konstruksiyaları yerə sürmək üçün nəzərdə tutulmuş zərbə-vibrasiya maşınıdır.
Elektromaqnit rəqsləri
Tərəqqi rejimlərinin xarakteristikası əsas fiziki parametrlərin təhlilini nəzərdə tutur: yük, gərginlik, cərəyan gücü. Elektromaqnit rəqslərini müşahidə etmək üçün istifadə olunan elementar bir sistem olaraq salınan dövrədir. Bobin və kondansatörün ardıcıl birləşdirilməsi ilə əmələ gəlir.
Dövrə bağlı olduqda, sərbəst elektromaqnitkondansatördəki elektrik yükünün və bobindəki cərəyanın dövri dəyişməsi ilə əlaqəli dalğalanmalar.
Onlar sərbəstdirlər, çünki onları yerinə yetirərkən heç bir xarici təsir yoxdur, yalnız dövrədə yığılan enerji istifadə olunur.
Bobin müqavimətini sıfır hesab etsək və salınma periyodunu T kimi götürsək, sistemin yaratdığı bir tam rəqsi hesab edə bilərik.
Xarici təsir olmadıqda, müəyyən müddətdən sonra elektromaqnit rəqsinin sönümlənməsi müşahidə olunur. Bu fenomenin səbəbi kondansatörün tədricən boşaldılması, həmçinin bobinin əslində malik olduğu müqavimət olacaq.
Ona görə də real dövrədə sönümlü rəqslər baş verir. Kondansatördəki yükün azaldılması enerji dəyərinin orijinal dəyəri ilə müqayisədə azalmasına səbəb olur. Tədricən o, birləşdirən naqillər və bobin üzərində istilik kimi buraxılacaq, kondansatör tamamilə boşalacaq və elektromaqnit rəqsi tamamlanacaq.
Elm və texnologiyada dalğalanmaların əhəmiyyəti
Müəyyən dərəcədə təkrarlanan hər hansı hərəkətlər salınımlardır. Məsələn, riyazi sarkaç ilkin şaquli mövqedən hər iki istiqamətdə sistematik sapma ilə xarakterizə olunur.
Yay sarkacı üçün bir tam fırlanma onun başlanğıc mövqedən yuxarı və aşağı hərəkətinə uyğun gəlir.
Tutanım və endüktansa malik elektrik dövrəsində yükün təkrarlanması var.kondansatör plitələri. Salınım hərəkətlərinin səbəbi nədir? Sarkaç, cazibə qüvvəsinin onun ilkin vəziyyətinə qayıtmasına səbəb olması səbəbindən fəaliyyət göstərir. Yay modeli vəziyyətində, oxşar funksiya yayın elastik qüvvəsi ilə həyata keçirilir. Tarazlıq mövqeyini keçən yük müəyyən sürətə malikdir, ona görə də ətalətlə orta vəziyyəti ötüb keçir.
Elektrik rəqsləri yüklənmiş kondansatörün lövhələri arasında mövcud olan potensial fərqlə izah edilə bilər. Tam boşaldıqda belə cərəyan yoxa çıxmır, yenidən doldurulur.
Müasir texnologiya təbiəti, təkrarlanma dərəcəsi, təbiəti, həmçinin görünüşün "mexanizmi" ilə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən dalğalanmalardan istifadə edir.
Mexaniki vibrasiyalar musiqi alətlərinin simləri, dəniz dalğaları, sarkaç vasitəsilə həyata keçirilir. Müxtəlif qarşılıqlı təsirlər aparılarkən reaktivlərin konsentrasiyasının dəyişməsi ilə bağlı kimyəvi dalğalanmalar nəzərə alınır.
Elektromaqnit rəqsləri telefonlar, ultrasəs tibbi cihazlar kimi müxtəlif texniki cihazların yaradılmasına imkan verir.
Sefeidlərin parlaqlıq dalğalanmaları astrofizikada xüsusi maraq doğurur və müxtəlif ölkələrin alimləri onları öyrənirlər.
Nəticə
Bütün növ salınımlar çoxlu sayda texniki proseslər və fiziki hadisələrlə sıx bağlıdır. Təyyarə tikintisində, gəmiqayırmada, yaşayış komplekslərinin tikintisində, elektrotexnika, radioelektronika, tibb, fundamental elmdə onların praktik əhəmiyyəti böyükdür. Tipik bir salınım prosesinin nümunəsifiziologiya ürək əzələsinin hərəkətinə üstünlük verir. Mexaniki vibrasiyalar üzvi və qeyri-üzvi kimya, meteorologiya və bir çox digər təbiət elmlərində tapılır.
Riyazi sarkaç haqqında ilk tədqiqatlar XVII əsrdə aparılıb və on doqquzuncu əsrin sonunda elm adamları elektromaqnit salınımlarının təbiətini müəyyən edə bildilər. Radiorabitənin “atası” sayılan rus alimi Aleksandr Popov öz təcrübələrini məhz elektromaqnit rəqsləri nəzəriyyəsi, Tomson, Huygens, Reyleigh-in tədqiqatlarının nəticələri əsasında aparmışdır. O, elektromaqnit rəqslərinin praktik tətbiqini tapmağı, onlardan radio siqnalını uzaq məsafəyə ötürmək üçün istifadə etməyi bacardı.
Akademik P. N. Lebedev uzun illər dəyişən elektrik sahələrindən istifadə edərək yüksək tezlikli elektromaqnit rəqslərinin istehsalı ilə bağlı təcrübələr aparmışdır. Müxtəlif vibrasiya növləri ilə bağlı çoxsaylı eksperimentlər sayəsində elm adamları müasir elm və texnologiyada onlardan optimal istifadə üçün sahələr tapmağı bacardılar.
