Technologinė pažanga vykdoma tiriant fizikinius reiškinius, atradimus kvantiniame lauke ir kitose srityse. Kartu išrandami nauji prietaisai ir prietaisai, per kuriuos galima atlikti įvairius tyrimus, paaiškinti mikropasaulio reiškinius. Vienas iš šių mechanizmų yra harmoninis osciliatorius, kurio veikimo principą žinojo net senovės civilizacijų atstovai.
Įrenginys ir jo tipai
Harmoninis generatorius yra judanti mechaninė sistema, kuri apibūdinama tiesine diferencialine lygtimi su pastovios vertės koeficientais. Paprasčiausi tokių prietaisų pavyzdžiai yra svarelis ant spyruoklės, švytuoklė, akustinės sistemos, molekulinių dalelių judėjimas ir kt.
Sąlygiškai galima išskirti šiuos šio įrenginio tipus:
-
tiesinis harmoninis osciliatorius Paprastas harmoninis osciliatorius – čiasistema, pašalinta iš ramybės padėties, yra veikiama jėgos F, kurią galima išreikšti formule F=-kx, kur k yra šios sistemos standumo koeficientas, x - poslinkis. Šiuo atveju F yra vienintelis komponentas, turintis įtakos virpesiams.
- Tiesinis harmoninis osciliatorius – čia judėjimas vyksta vienoje plokštumoje tiesiu keliu. Ši sistema dar vadinama vienmačiu, svyravimai atliekami veikiant kvazielastingo pobūdžio jėgai.
- Slopintas modelis – čia sistemą veikia ir trinties jėga, kuri nukreipta prieš judėjimą ir veikia proporcingai šio svyravimo greičiui. Šiuo atveju slopinimo procesas dažniausiai apibūdinamas parametru, kuris neturi matmens ir vadinamas kokybės faktoriumi. Ši reikšmė yra sistemos savybė, kuri apibrėžia energijos rezervo ir jo nuostolių santykį per vieną svyravimo periodą.
Įrenginio naudojimas
Šis prietaisas naudojamas įvairiose srityse, daugiausia svyruojančių sistemų pobūdžiui tirti. Kvantinis harmoninis osciliatorius naudojamas fotonų elementų elgsenai tirti. Eksperimentų rezultatai gali būti naudojami įvairiose srityse. Taigi, Amerikos instituto fizikai nustatė, kad berilio atomai, esantys gana dideliais atstumais vienas nuo kito, gali sąveikauti kvantiniu lygiu. Tuo pačiu metu šių dalelių elgesys yra panašus į kūnus (metalinius rutulius) makrokosmose, judančius pirmyn-grįžta tvarka, panašiai kaip harmoninis generatorius. jonųberilis, nepaisant fiziškai didelių atstumų, apsikeitė mažiausiais energijos vienetais (kvantais). Šis atradimas leidžia gerokai patobulinti IT technologijas, taip pat suteikia naują sprendimą kompiuterinės įrangos ir elektronikos gamyboje.
Harmoninis osciliatorius naudojamas vertinant muzikos kūrinius. Šis metodas vadinamas spektroskopiniu tyrimu. Kartu buvo nustatyta, kad stabiliausia sistema yra keturių muzikantų (kvarteto) kompozicija. O šiuolaikiniai kūriniai dažniausiai yra anharmoniniai.
