O wibracjach i falach. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

O wibracjach i falach. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy

Komentarze do artykułu

Wokół nas cały czas rodzą się w rozpadzie zjawiska oscylacyjne. Gałązka, z której odleciał ptak, drga. Wahadełka zegarowe i huśtawki drgają. Pod wpływem wiatru wibrują drzewa, druty zawieszone na słupach, drga woda w jeziorach i morzach.

Rzuciłeś więc kamień na gładką taflę jeziora, a z niego popłynęły fale (ryc. 1). Co się stało? Cząsteczki wody w miejscu uderzenia kamienia zostały wciśnięte, wypierając do góry cząstki sąsiednie, - na powierzchni wody utworzył się garb w kształcie pierścienia. Następnie w miejscu, w którym spadł kamień, cząstki wody uniosły się jak garb, ale już wyżej niż poprzedni poziom - za pierwszym pojawił się drugi garb, a między nimi zagłębienie. Co więcej, cząsteczki wody nadal poruszają się naprzemiennie w górę iw dół - oscylują, pociągając za sobą coraz więcej sąsiednich cząsteczek wody. Powstają fale, rozchodzące się od miejsca powstania koncentrycznymi kręgami.

O wibracjach i falach
Ryż. 1. Kiedy kamień uderza w powierzchnię wody, pojawiają się na nim fale.

Podkreślam: cząsteczki wody tylko oscylują, ale nie poruszają się wraz z falami. Łatwo to zweryfikować rzucając chipem na oscylującą powierzchnię wody. Jeśli nie ma wiatru ani przepływu wody, chip będzie tylko wznosił się i opadał nad poziomem wody, nie poruszając się z falami.

Fale wodne mogą być duże, tj. silne lub małe, słabe. Fale silne nazywamy takimi falami, które mają duży zakres oscylacji, jak mówią, duże amplitudy oscylacji. Słabe fale mają małe garby - małą amplitudę. Im większa amplituda fal, które powstały, tym większa energia, którą niosą. Energia fal generowanych przez rzucony kamień jest stosunkowo niewielka, ale może powodować drgania rosnącej w jeziorze trzciny i trawy. Wiemy jednak, jak wielkie szkody na brzegu mogą wyrządzić fale morskie o dużych amplitudach, a co za tym idzie, o dużej energii.

Te zniszczenia są dokonywane właśnie przez energię, którą fale nieustannie oddają na brzeg.

Fale mogą być częste lub rzadkie. Im mniejsza odległość między grzbietami fal biegnących, tym krótsza jest każda pojedyncza fala. Im większa odległość między falami, tym dłuższa każda fala. Długość fali na wodzie nazywamy odległością między dwoma sąsiednimi grzbietami lub korytami. Gdy fale oddalają się od miejsca ich powstania, ich amplitudy stopniowo maleją, zanikają, ale długość fali pozostaje niezmieniona.

Fale na wodzie można też tworzyć np. kijem, zanurzonym w wodzie i rytmicznie, w rytm drgań wody, następnie obniżając, potem podnosząc. I w tym przypadku fale zostaną stłumione. Ale będą istnieć, dopóki nie przestaniemy zakłócać powierzchni wody.

Jak powstają wahania wahań? Wiesz o tym bardzo dobrze: wystarczy je popchnąć, aby oscylowały z boku na bok. Im silniejsze pchnięcie, tym większa amplituda oscylacji. Takie oscylacje będą również tłumione, jeśli nie będą wspierane przez dodatkowe wstrząsy. Widzimy takie i wiele innych drgań mechanicznych. W naturze jest więcej niewidzialnych wibracji, które słyszymy, czujemy w postaci dźwięku. Nie zawsze da się na przykład zauważyć drgania struny instrumentu muzycznego, ale słyszymy, jak to brzmi. Kiedy wieje wiatr, w rurze wydobywa się dźwięk. Tworzą go oscylacyjne ruchy powietrza w rurze, których nie widzimy. Kamerton, szklanka, łyżka, talerz, długopis ucznia, kartka papieru – one też drgają.

Tak, młody przyjacielu, żyjemy w świecie dźwięków, ponieważ wiele ciał wokół nas wibruje i brzmi. Same dźwięki są wynikiem propagacji ruchów oscylacyjnych jego cząstek w powietrzu. Nie widzimy ich. Jak powstają fale dźwiękowe w powietrzu?

Powietrze składa się z cząsteczek niewidocznych dla oka. Z wiatrem można je przenosić na duże odległości. Ale mogą też się zmieniać. Na przykład, jeśli wykonamy ostry ruch kijem w powietrzu, poczujemy lekki podmuch wiatru i jednocześnie usłyszymy słaby dźwięk. Dźwięk ten jest wynikiem drgań cząsteczek powietrza wzbudzanych drganiami kija.

Zrób to doświadczenie. Pociągnij strunę, jak gitarę, a następnie puść. Struna zacznie drżeć - oscylować wokół pierwotnej pozycji spoczynkowej. Wystarczająco silne wibracje struny są zauważalne dla oka. Słabe wibracje struny można „odczuć” tylko jako lekkie łaskotanie, jeśli dotknie się jej palcem. Dopóki struna wibruje, słyszymy dźwięk. Gdy tylko struna się uspokoi, dźwięk ucichnie.

Narodziny dźwięku przez oscylującą strunę są spowodowane „kondensacją” i „rozrzedzeniem” cząstek powietrza. Oscylując z boku na bok, struna popycha, jakby ściskając cząsteczki powietrza przed sobą, tworząc obszary wysokiego ciśnienia w części swojej objętości, a za, przeciwnie, obszary niskiego ciśnienia. To są fale dźwiękowe. Rozchodząc się w powietrzu z prędkością około 340 m/s, przenoszą pewną ilość energii. W momencie, gdy obszar zwiększonego ciśnienia fali dźwiękowej dociera do ucha, naciska ona na błonę bębenkową, zaginając ją nieco do wewnątrz. Kiedy rozrzedzony obszar fali dźwiękowej dociera do ucha, błona bębenkowa wygina się nieco na zewnątrz. Błona bębenkowa stale wibruje w czasie z naprzemiennymi obszarami wysokiego i niskiego ciśnienia powietrza. Wibracje te są przekazywane wzdłuż nerwu słuchowego do mózgu i odbieramy je jako dźwięk. Im większa amplituda fal, tym więcej energii niosą w sobie, tym głośniejszy dźwięk odbieramy.

Fale dźwiękowe, podobnie jak fale wodne, są konwencjonalnie przedstawiane jako linia falista - sinusoida. „Gry” takiej krzywej odpowiadają obszarom wysokiego ciśnienia, a „doliny” obszarom niskiego ciśnienia powietrza. Obszar wysokiego ciśnienia i znajdujący się za nim obszar niskiego ciśnienia tworzą falę dźwiękową.

Ale na dodatek żyjemy w świecie oscylacji elektromagnetycznych emitowanych przez przewody i urządzenia elektryczne, w których płynie prąd przemienny, ogromna liczba anten stacji radiowych, atmosferyczne wyładowania elektryczne, wnętrzności Ziemi i nieskończona przestrzeń. Tylko za pomocą instrumentów wykonanych przez człowieka można wykryć i zarejestrować oscylacje elektromagnetyczne.

Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Początkujący amator radiowy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Zdalne skanowanie linii papilarnych 29.03.2015

Japońscy naukowcy opracowali urządzenie, które pozwala zdalnie usuwać z powierzchni odciski palców pozostawione przez atakującego. Ta procedura będzie wymagać aparatu zwanego kryminalistycznym projektorem hiperspektralnym, zdolnym do bezdotykowego skanowania odbitek z dowolnej powierzchni.

Naukowcy z Departamentu Badań Policji Japońskiej wraz z inżynierami z Uniwersytetu Waseda stworzyli projektor, który wykorzystuje zielony laser do rozpoznawania odcisków palców. System dzięki wiązce odbitej od badanego obiektu analizuje obraz pod kątem obecności cząstek białka i tłuszczu, które pozostają po kontakcie z obiektem.

Zapowiadana technologia pozwala na rozpoznanie odcisku palca, nawet jeśli dotknięcia obiektu były powtarzane, w wyniku czego wzory skóry nakładały się na siebie. W tym przypadku dokładność oznaczenia wynosi około 70%. Wcześniej taka metoda analizy była całkowicie niedostępna dla kryminologów.

Japońscy inżynierowie ufają perspektywom prezentowanego rozwiązania i mają nadzieję, że rozważany system, oparty na zasadzie sondowania naszej planety, stanie się nieodzownym pomocnikiem w prowadzeniu działań śledczych i poszukiwawczych. Przyspieszy to proces łapania przestępców i ułatwi badania na miejscu zbrodni. Zakłada się również, że technologia zdalnego skanowania wydruków za pomocą zielonego lasera odczyta informacje niezbędne do badania DNA.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ W zbroi na bieg

▪ Opracowano nowy sposób rozdzielania wody

▪ Spis roślin w Chinach

▪ Szkło ochronne dla ptaków

▪ Magnetyczny GPS w nosach łososia

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Syntezatory częstotliwości. Wybór artykułu

▪ artykuł Marzenia Idioty się spełniają! Popularne wyrażenie

▪ artykuł Co wytwarza większość tlenu atmosferycznego? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Uniwersalna maszyna czterowrzecionowa. warsztat domowy

▪ artykuł Wskaźnik napięcia z sygnalizacją dźwiękową. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Równoważenie pudełek zapałek. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn