Про коливання і хвилі. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Про коливання і хвилі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору

Коментарі до статті

Навколо нас весь час народжуються в загасають коливальні явища. Коливається гілка" з якої злетів птах. Коливаються маятники годинника, гойдалки. Під дією вітру коливаються дерева, дроти, підвішені на стовпах, коливається вода в озерах і морях.

Ось ти кинув на гладку поверхню озера камінь, і від нього побігли хвилі (рис. 1). Що сталося? Частинки води у місці удару каменю вдавилися, витіснивши вгору сусідні частки, - на поверхні води утворився кільцеподібний горб. Потім у місці падіння каменю частки води піднялися горбом вгору, але вже вище за її колишній рівень - за першим горбом з'явився другий, а між ними - западина. Далі частинки води продовжують переміщатися поперемінно вгору і вниз - коливаються, захоплюючи у себе дедалі більше сусідніх частинок води. Утворюються хвилі, що розходяться від місця виникнення концентричними колами.

Про коливання і хвилі
Рис. 1. При ударі каменю поверхню води у ньому виникають хвилі.

Наголошую: частинки води тільки вагаються, але не рухаються разом із хвилями. У цьому неважко переконатися, кинувши на поверхню води, що коливається, тріску. Якщо немає вітру або течії води, тріска лише опускатиметься і підніматиметься над рівнем води, не переміщаючись разом з хвилями.

Водяні хвилі можуть бути великими, тобто сильними, або маленькими слабкими. Сильними ми називаємо такі хвилі, які мають великий розмах коливань, як то кажуть, великі амплітуди коливань. Слабкі хвилі мають малі горби – невелику амплітуду. Чим більше амплітуди хвиль, що виникли, тим більшу енергію вони несуть у собі. Енергія хвиль, що виникли від кинутого каменю, відносно невелика, проте вона може змусити коливатися очерет і траву, що ростуть в озері. Але ми знаємо, які великі руйнування берега можуть виробляти Морські хвилі, що мають великі амплітуди і, отже, велику енергію.

Ці руйнування здійснюються саме енергією, яку хвилі безупинно віддають берегу.

Хвилі можуть бути частими та рідкісними. Чим менша відстань між гребенями хвиль, що біжать, тим коротше кожна взята окремо хвиля. Чим більша відстань між хвилями, тим довша кожна хвиля. Довжиною хвилі на воді ми називаємо відстань між двома сусідніми гребенями, що біжать, або западинами. У міру віддалення хвиль від місця виникнення їхньої амплітуди поступово зменшуються, згасають, але довжина хвиль залишається незмінною.

Хвилі на воді можна створювати, наприклад, палицею, зануривши її у воду і ритмічно, в такт з коливаннями води, то опускаючи, то піднімаючи. І в цьому випадку хвилі будуть загасаючими. Але існуватимуть вони доти, доки ми не припинимо обурювати поверхню води.

А як виникають коливання гойдалок? Це ти добре знаєш: треба лише підштовхнути їх, ось вони й вагатимуться з боку на бік. Чим сильніший поштовх, тим більше амплітуди коливань. Такі коливання теж будуть загасаючими, якщо не підтримувати їх додатковими поштовхами. Такі та багато інших механічних коливань ми бачимо. У природі більше невидимих коливань, які ми чуємо, відчуваємо у вигляді звуку. Не завжди, наприклад, можна побачити коливання струни музичного інструменту, але ми чуємо, як вона звучить. При поривах вітру у трубі виникає звук. Його створюють коливальні рухи повітря у трубі, які ми не бачимо. Звучать камертон, склянка, ложка, тарілка, учнівське перо, аркуш паперу – вони теж вагаються.

Так, юний друже, ми живемо у світі звуків, тому що багато оточуючих нас тіла, вагаючись, звучать. Самі ж звуки – це результат поширення в повітрі коливальних рухів його частинок. Їх ми не бачимо. А як виникають звукові хвилі у повітрі?

Повітря складається з невидимих оком частинок. При вітрі вони можуть переноситися великі відстані. Але вони можуть і вагатися. Наприклад, якщо в повітрі зробити різкий рух палицею, ми відчуємо легкий порив вітру і одночасно почуємо слабкий звук. Звук цей – результат коливань частинок повітря, збуджених коливаннями палиці.

Проведи такий досвід. Відтягни струну, наприклад, гітари, а потім відпусти її. Струна почне тремтіти - коливатися біля свого первісного стану спокою. Достатньо сильні коливання струни помітні на око. Слабкі коливання струни можна лише "відчути" як легке лоскотання, якщо доторкнутися до неї пальцем. Поки струна вагається, ми чуємо звук. Щойно струна заспокоїться, звук затихне.

Народження звуку струною, що коливається, зобов'язане "згущенню" і "розрідженню" частинок повітря. Вагаючись з боку в бік, струна тіснить, як би пресує перед собою частинки повітря, утворюючи в деякому обсязі його області підвищеного тиску, а ззаду, навпаки, області зниженого тиску. Це і є звукові хвилі. Поширюючись у повітрі зі швидкістю близько 340 м/с, вони несуть у собі певний запас енергії. У той момент, коли до вуха доходить область підвищеного тиску звукової хвилі, вона натискає на барабанну перетинку, дещо прогинаючи її всередину. Коли до вуха доходить розріджена область звукової хвилі, барабанна перетинка вигинається дещо назовні. Барабанна перетинка весь час коливається в такт з областями підвищеного і зниженого тиску повітря, що чергуються. Ці коливання передаються слуховим нервом у мозок, і ми сприймаємо їх як звук. Чим більше амплітуди хвиль, тим більше енергії несуть вони в собі, тим голосніше сприймається нами звук.

Звукові хвилі, як і водяні, зображують умовно хвилястою лінією - синусоїдою. "Горби" такої кривої відповідають областям підвищеного тиску, а "впадини" - областям зниженого тиску повітря. Область підвищеного тиску та наступна за нею область зниженого тиску утворюють звукову хвилю.

Але ми, крім того, живемо у світі електромагнітних коливань, що випромінюються проводами та електричними приладами, в яких тече змінний струм, величезною кількістю антен радіостанцій, атмосферними електричними розрядами, надрами Землі та нескінченним Космосом. Тільки за допомогою приладів, створених людиною, електромагнітні коливання можуть бути виявлені та зафіксовані.

Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Випадкова новина з Архіву

3D-принтер керамічного посуду 04.04.2014

Існують принтери, які працюють з цукром та харчовими барвниками, використовуючи дані компоненти як витратний матеріал для створення їстівних кондитерських шедеврів. Були створені і 3D-принтери, що використовують для роботи як різні типи пластику, так і металевий порошок, що підлягає спіканню та пошаровому нанесенню для надання кінцевої форми. Однак кераміка до недавнього часу була недоступна в якості матеріалу для друкуючих 3D-пристроїв.

Процес виготовлення фарфорових виробів супроводжується тривалою обробкою та сушінням у спеціальних установках під впливом високих температур. Створення навіть простих зразків порцелянового начиння чи посуду потребує уваги з боку кількох фахівців-технологів та проходить певні основні етапи.

Студенти з Брістольського університету вирішили виправити це непорозуміння і під керівництвом професора Стівена Хоскінса (Stephen Hoskins) створили принтер для тривимірного друку, який працює з глиною. Даний принтер здатний створювати повноцінну заготівлю для термічної обробки, яка згодом стане знайомою нам керамічною чашкою, тарілкою або оригінальною статуеткою. Представлені зразки виробів на відео виглядають дуже гідно:

Необхідно внести деяку ясність: власне, ідеї створення принтерів, які працюють із глиною, з'являлися і раніше. Та ж компанія 3D Systems продемонструвала на початку цього року апарат CeraJet, у функціях якого значиться виготовлення керамічного посуду. Були й інші прототипи 3D-принтерів, але всіх їх поєднувало одне: через тип і структуру використовуваного витратного матеріалу вироби не мали достатньої надійності та якості. Простіше кажучи створити міцні чашки, які б нічим не відрізнялися від посуду, виконаного класичним методом виготовлення, не уявлялося можливим.

Що стосується 3D Systems CeraJet, то дана модель принтера хоч і здатна надрукувати посуд, але все ж таки формально з'явилася пізніше, ніж проект пана Хоскінса та його підопічних. Близько року тому вже було продемонстровано перший працюючий зразок 3D-принтера, тому професор, його колеги та студенти заслужено отримали звання першопрохідців у цій галузі.

Звичайно, ключові етапи самого технологічного процесу не зазнали значних змін. Принтер бере на себе основне завдання - надання глиняному виробу необхідної початкової форми, щоб надалі перейти до подальшого глазурування та випалювання його частин. Перенесення віртуальної моделі у повноцінну глиняну заготівлю потребує досить багато часу, проте тепер виробництво фарфорових речей стане доступним навіть удома. Правда, з поправкою але те, що покупець має велику квартиру, адже габаритний розмір 3D-принтера для кераміки можна порівняти з пральною машинкою.

Склад базового матеріалу, яким "друкує" представлений апарат, було створено та запатентовано професором Стівеном Хоскінсом. Основною є глиняна пудра, яка, з'єднуючись шар за шаром, перетворюється на цільну фігуру. Апарат, на думку його авторів, повинен привернути увагу дизайнерів і художників, а також великих виробників різних керамічних виробів.

Інші цікаві новини:

▪ Мініатюрний геркон від Coto Technology

▪ Недорогі алюмінієві провідники для внутрішньочіпової обв'язки кристалів

▪ Астероїд, зібраний за шматками

▪ Навушники Qualcomm S7 та S7 Pro

▪ Крісло з кардіографом не дасть водієві заснути за кермом

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Телефонія. Добірка статей

▪ стаття Електродриль-розпушувач. Креслення, опис

▪ стаття Яку державу очолює монарх, який обирають кожні п'ять років? Детальна відповідь

▪ стаття Ремонт лиж у поході. Поради туристу

▪ стаття Сонячні колектори та їх використання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Цукерки із сачка. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт