Tehnoloģiju progresu veic, pētot fizikālās parādības, atklājumus kvantu laukā un citās jomās. Tajā pašā laikā tiek izgudrotas jaunas ierīces un ierīces, ar kuru palīdzību iespējams veikt dažādus pētījumus un izskaidrot mikropasaules parādības. Viens no šiem mehānismiem ir harmoniskais oscilators, kura darbības principu zināja pat seno civilizāciju pārstāvji.
Ierīce un tās veidi
Harmoniskais oscilators ir kustībā esoša mehāniska sistēma, ko apraksta lineārs diferenciālvienādojums ar nemainīgas vērtības koeficientiem. Vienkāršākie šādu ierīču piemēri ir atsvars uz atsperes, svārsts, akustiskās sistēmas, molekulāro daļiņu kustība utt.
Nosacīti var atšķirt šādus šīs ierīces veidus:
-
lineārais harmoniskais oscilators Vienkāršs harmoniskais oscilators - šeitsistēma, izņemta no miera stāvokļa, ir pakļauta spēka F iedarbībai, ko var izteikt ar formulu F=-kx, kur k ir šīs sistēmas stinguma koeficients, x ir pārvietojums. Šajā gadījumā F ir vienīgais komponents, kas ietekmē svārstības.
- Lineārs harmoniskais oscilators - šeit kustība notiek vienā plaknē pa taisnu ceļu. Šo sistēmu sauc arī par viendimensiju, svārstības tiek veiktas kvazielastīga spēka iedarbībā.
- Amortizēts modelis - šeit sistēmu ietekmē arī berzes spēks, kas ir vērsts pret kustību un darbojas proporcionāli šīs svārstības ātrumam. Šajā gadījumā slāpēšanas procesu parasti raksturo parametrs, kuram nav dimensijas un ko sauc par kvalitātes faktoru. Šī vērtība ir sistēmas īpašība, kas nosaka enerģijas rezerves attiecību pret tās zudumiem vienā svārstību periodā.
Ierīces izmantošana
Šo ierīci izmanto dažādās jomās, galvenokārt, lai pētītu svārstību sistēmu būtību. Kvantu harmonisko oscilatoru izmanto, lai pētītu fotonu elementu uzvedību. Eksperimentu rezultātus var izmantot dažādās jomās. Tātad, fiziķi no Amerikas institūta atklāja, ka berilija atomi, kas atrodas diezgan lielos attālumos viens no otra, var mijiedarboties kvantu līmenī. Tajā pašā laikā šo daļiņu uzvedība ir līdzīga ķermeņiem (metāla bumbiņām) makrokosmosā, kas pārvietojas uz priekšu-atgriešanās secībā, līdzīgi kā harmoniskajam oscilatoram. joniberilijs, neskatoties uz fiziski lieliem attālumiem, apmainījās ar mazākajām enerģijas vienībām (kvantiem). Šis atklājums ļauj būtiski attīstīt IT tehnoloģijas, kā arī nodrošina jaunu risinājumu datortehnikas un elektronikas ražošanā.
Mūzikas darbu novērtēšanā tiek izmantots harmoniskais oscilators. Šo metodi sauc par spektroskopisko izmeklēšanu. Tajā pašā laikā tika noskaidrots, ka visstabilākā sistēma ir četru mūziķu sastāvs (kvartets). Un mūsdienu darbi lielākoties ir anharmoniski.
