Veel natuurkunde blijft soms onbegrijpelijk. En het is niet altijd dat een persoon een beetje leest over dit onderwerp. Soms wordt het materiaal op zo'n manier gegeven dat het gewoon onmogelijk is voor iemand die niet bekend is met de basis van de natuurkunde om het te begrijpen. Een nogal interessant onderdeel dat mensen niet altijd de eerste keer begrijpen en kunnen begrijpen, zijn periodieke oscillaties. Voordat we de theorie van periodieke oscillaties uitleggen, laten we eerst wat praten over de geschiedenis van de ontdekking van dit fenomeen.
Geschiedenis
Theoretische grondslagen van periodieke trillingen waren in de oudheid bekend. Mensen zagen hoe de golven gelijkmatig bewegen, hoe de wielen draaien, na een bepaalde tijd door hetzelfde punt gaan. Uit deze schijnbaar eenvoudige verschijnselen is het concept van oscillaties ontstaan.
Het eerste bewijs van de beschrijving van oscillaties is niet bewaard gebleven, maar het is met zekerheid bekend dat een van hun meest voorkomende typen (namelijk elektromagnetisch) theoretisch werd voorspeld door Maxwell in 1862. Na 20 jaar werd zijn theorie bevestigd. Vervolgens voerde Heinrich Hertz een reeks experimenten uit om het bestaan van elektromagnetische golven en de aanwezigheid van bepaalde eigenschappen die uniek zijn voor hen aan te tonen. Het blijkt dat het lichtis een elektromagnetische golf en gehoorzaamt aan alle relevante wetten. Een paar jaar voor Hertz was er een man die aan de wetenschappelijke gemeenschap de opwekking van elektromagnetische golven demonstreerde, maar omdat hij in theorie niet zo sterk was als Hertz, kon hij niet bewijzen dat het succes van het experiment was juist door oscillaties.
We zijn een beetje off-topic. In de volgende sectie zullen we kijken naar de belangrijkste voorbeelden van periodieke schommelingen die we in het dagelijks leven en in de natuur kunnen tegenkomen.
Beelden
Deze verschijnselen komen overal en altijd voor. En naast de golven en rotatie van de wielen die al als voorbeeld zijn genoemd, kunnen we periodieke fluctuaties in ons lichaam waarnemen: samentrekkingen van het hart, beweging van de longen, enzovoort. Als je inzoomt en naar objecten gaat die groter zijn dan onze organen, kun je schommelingen in de wetenschap zien, zoals biologie.
Een voorbeeld zijn de periodieke schommelingen in het aantal populaties. Wat is de betekenis van dit fenomeen? In elke populatie is er altijd een toename en dan een afname. En dit komt door verschillende factoren. Door de beperkte ruimte en vele andere factoren kan de bevolking niet onbeperkt groeien, daarom heeft de natuur met behulp van natuurlijke mechanismen geleerd om het aantal te verminderen. Tegelijkertijd treden er periodieke fluctuaties in aantallen op. Hetzelfde gebeurt met de menselijke samenleving.
Laten we nu de theorie van dit concept bespreken en enkele formules analyseren met betrekking tot een concept als periodieke oscillaties.
Theorie
Periodieke fluctuaties zijn een zeer interessant onderwerp. Maar, zoals bij elk ander, hoe verder je duikt - hoe onbegrijpelijker, nieuw en complexer. In dit artikel gaan we niet diep, maar beschrijven we slechts kort de belangrijkste eigenschappen van oscillaties.
De belangrijkste kenmerken van periodieke oscillaties zijn de periode en frequentie van oscillaties. De periode geeft aan hoe lang het duurt voordat de golf terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie. In feite is dit de tijd die een golf nodig heeft om de afstand tussen de aangrenzende toppen af te leggen. Er is nog een waarde die nauw verwant is aan de vorige. Dit is de frequentie. De frequentie is het omgekeerde van de periode en heeft de volgende fysieke betekenis: het is het aantal golftoppen dat per tijdseenheid door een bepaald ruimtegebied is gegaan. De frequentie van periodieke oscillaties, indien weergegeven in wiskundige vorm, heeft de formule: v=1/T, waarbij T de oscillatieperiode is.
Laten we, voordat we tot de conclusie komen, een beetje praten over waar periodieke fluctuaties worden waargenomen en hoe kennis hierover nuttig kan zijn in het leven.
Toepassing
We hebben de bovenstaande soorten periodieke oscillaties al overwogen. Zelfs als je je laat leiden door de lijst met waar ze elkaar ontmoeten, is het gemakkelijk te begrijpen dat ze ons overal omringen. Elektromagnetische golven worden uitgezonden door al onze elektrische apparaten. Bovendien zou telefoon-naar-telefoon communicatie of radio luisteren niet mogelijk zijn zonder hen.
Geluidsgolven zijn ook trillingen. Onder invloed van elektrische spanning een speciaal membraan in elke geluidsgeneratorbegint te trillen, waardoor golven van een bepaalde frequentie ontstaan. Na het membraan beginnen luchtmoleculen te trillen, die uiteindelijk ons oor bereiken en als geluid worden waargenomen.
Conclusie
Natuurkunde is een zeer interessante wetenschap. En zelfs als het lijkt alsof je er alles in weet wat nuttig kan zijn in het dagelijks leven, is er nog steeds zoiets dat het nuttig zou zijn om het beter te begrijpen. We hopen dat dit artikel je heeft geholpen om het materiaal over de fysica van trillingen te begrijpen of te onthouden. Dit is inderdaad een heel belangrijk onderwerp, de praktische toepassing van de theorie die tegenwoordig overal te vinden is.
