Spousta fyziky někdy zůstává nepochopitelná. A ne vždy se člověk na toto téma jen trochu přečte. Někdy je látka podána tak, že pro člověka neznalého základů fyziky je prostě nemožné ji pochopit. Jedna docela zajímavá sekce, kterou lidé ne vždy napoprvé pochopí a jsou schopni ji pochopit, jsou periodické oscilace. Než si vysvětlíme teorii periodických kmitů, povíme si něco málo o historii objevu tohoto jevu.
Historie
Teoretické základy periodických oscilací byly známy již ve starověkém světě. Lidé viděli, jak se vlny pohybují rovnoměrně, jak se kola otáčejí a po určité době procházejí stejným bodem. Právě z těchto zdánlivě jednoduchých jevů vznikl koncept oscilací.
První důkazy o popisu oscilací se nedochovaly, ale je jisté, že jeden z jejich nejběžnějších typů (a to elektromagnetický) teoreticky předpověděl Maxwell v roce 1862. Po 20 letech se jeho teorie potvrdila. Poté Heinrich Hertz provedl řadu experimentů prokazujících existenci elektromagnetických vln a přítomnost určitých vlastností, které jsou pro ně jedinečné. Jak se ukázalo, světloje elektromagnetická vlna a dodržuje všechny příslušné zákony. Několik let před Hertzem existoval muž, který předvedl vědecké komunitě generování elektromagnetických vln, ale vzhledem k tomu, že nebyl teoreticky tak silný jako Hertz, nemohl dokázat, že úspěch experimentu byl právě kvůli oscilacím.
Jsme trochu mimo téma. V další části se podíváme na hlavní příklady periodických oscilací, se kterými se můžeme setkat v každodenním životě i v přírodě.
Zobrazení
Tyto jevy se vyskytují všude a neustále. A kromě vln a rotace kol, které jsme již uvedli jako příklad, můžeme v našem těle zaznamenat periodické výkyvy: stahy srdce, pohyb plic a tak dále. Pokud přiblížíte a přejdete na objekty větší než naše orgány, můžete vidět výkyvy ve vědě, jako je biologie.
Příkladem jsou periodické výkyvy v počtu populací. Jaký je význam tohoto fenoménu? V každé populaci vždy dochází k nárůstu, pak k poklesu. A to je způsobeno různými faktory. Kvůli omezenému prostoru a mnoha dalším faktorům nemůže populace růst donekonečna, proto se příroda pomocí přírodních mechanismů naučila počet snižovat. Zároveň dochází k periodickému kolísání počtu. Totéž se děje s lidskou společností.
Nyní pojďme diskutovat o teorii tohoto konceptu a analyzovat některé vzorce týkající se takového konceptu, jako jsou periodické oscilace.
Teorie
Periodické výkyvy jsou velmi zajímavé téma. Ale jako v každém jiném platí, že čím dále se potápíte - tím je to nepochopitelnější, nové a složitější. V tomto článku nepůjdeme do hloubky, ale pouze stručně popíšeme hlavní vlastnosti oscilací.
Hlavními charakteristikami periodických oscilací jsou perioda a frekvence oscilací. Perioda ukazuje, jak dlouho vlně trvá, než se vrátí do své původní polohy. Ve skutečnosti je to čas, za který vlna urazí vzdálenost mezi sousedními hřebeny. Existuje ještě jedna hodnota, která úzce souvisí s tou předchozí. Toto je frekvence. Frekvence je převrácená hodnota periody a má následující fyzikální význam: je to počet hřebenů vln, které prošly určitou oblastí prostoru za jednotku času. Frekvence periodických oscilací, pokud je uvedena v matematické formě, má vzorec: v=1/T, kde T je perioda oscilace.
Než přeskočíme k závěru, promluvme si trochu o tom, kde pozorujeme periodické výkyvy a jak může být vědět o nich v životě užitečné.
Aplikace
Typy periodických oscilací jsme již zvažovali výše. I když se řídíte seznamem, kde se setkávají, je snadné pochopit, že nás obklopují všude. Elektromagnetické vlny vyzařují všechny naše elektrické spotřebiče. Kromě toho by bez nich nebyla možná telefonická komunikace nebo poslech rádia.
Zvukové vlny jsou také vibrace. Pod vlivem elektrického napětí speciální membrána v jakémkoli generátoru zvukuzačne vibrovat a vytvářet vlny o určité frekvenci. Po membráně začnou molekuly vzduchu vibrovat, které se nakonec dostanou do našeho ucha a jsou vnímány jako zvuk.
Závěr
Fyzika je velmi zajímavá věda. A i když se zdá, že v něm tak trochu znáte vše, co se může hodit v běžném životě, pořád je tu něco, čemu by bylo užitečné lépe porozumět. Doufáme, že vám tento článek pomohl pochopit nebo zapamatovat si materiál o fyzice vibrací. Toto je skutečně velmi důležité téma, praktické použití teorie, ze které dnes najdeme všude.
