Реферат по предмету «Физика» на тему Вынужденные колебания и их математические описание

Характеристики колебаний

Чтобы перейти к гармоническим колебаниям, нам нужно описать величины, которые помогут нам эти колебания охарактеризовать. Любое колебательное движение можно описать величинами: период, частота, амплитуда, фаза колебаний.
Период — это время одного полного колебания. Измеряется в секундах и обозначается буквой T.
Формула периода колебаний
T = t/N
N — количество колебаний [—]
Также есть величина, обратная периоду — частота. Она показывает, сколько колебаний совершает система в единицу времени.
Формула частоты
ν = N/t = 1/T
N — количество колебаний [—]
Амплитуда — это максимальное отклонение от положения равновесия. Измеряется в метрах и обозначается либо буквой A, либо x max .
Она используется в уравнении гармонических колебаний:

Гармонические колебания
Простейший вид колебательного процесса — простые гармонические колебания, которые описывают уравнением:
Уравнение гармонических колебаний
x — координата в момент времени t [м]
t — момент времени [с]
(2πνt) в этом уравнении — это фаза. Ее обозначают греческой буквой φ
Фаза колебаний
t — момент времени [с]
Например, в тех же самых часах с кукушкой маятник совершает колебания. Он качается слева направо и приходит в самую правую точку. В той же фазе он будет находиться, когда придет в ту же точку, идя справа налево. Если мы возьмем точку на сантиметр левее самой правой, то идя в нее не слева направо, а справа налево, мы получим уже другую фазу.
Впитав в себя идеи теории относительности (невозможность передачи сигналов со скоростью большей скорости света в вакууме, взаимосвязь массы и энергии, инвариантность физических законов относительно перехода из одной инерциальной системы в другую и т. д.) физика ХХ столетия развивалась далее под флагом квантово теории. Квантовая физика произвела переоценку роли динамических и статистических закономерностей в пользу последних, потребовала изменения самого характера физических моделей, переосмысления роли исследователя в изучаемом им мире, отказа от многих представлений и понятий.
Квантовая физика – это теоретическая основа современного учения о свойствах вещества и поля. Она включает в себя классическую как предельный случай, соответствующий переходу от микрообъектов к обычным – макрообъектам.
Следует помнить, что грань между микро - и макроявлениями условна и подвижна. Строго говоря, квантовая физика – это ряд наук:
фундаментом квантовой физики является квантовая механика (в прошлом, волновая механика), изучающая законы движения (законы механики) микрообъектов, строение и свойства атомов и молекул;
к ней тесно примыкает квантовая электродинамика, изучающая взаимодействия электронов и фотонов и
относительно недавно возникшая квантовая хронодинамика, изучающая кварковую структуру субатомных частиц.
От квантовой механики отмежевались квантовая химия, квантовая теория твёрдого тела, квантовая электроника, теория атомного ядра, теория слабых взаимодействий.