التذبذب هو نوع منالحركة الدورية. يقال إن الحركة دورية إذا تكررت بعد فترات زمنية منتظمة ، مثل الحركة من إبرة ماكينة خياطة ، وحركة شوكات شوكة رنانة ، وجسم معلق من زنبرك. إذا تحرك الجسيم ذهابًا وإيابًا على نفس المسار ، فيُقال إن حركته تكون متذبذبة أو اهتزازية ،ترددهذه الحركة هي واحدة من أهم خصائصها الفيزيائية.
يمكن التعبير عن إزاحة الجسيم الذي يؤدي حركة دورية من حيث وظائف الجيب وجيب التمام. نظرًا لأن هذه الوظائف تسمى الوظائف التوافقية ، تُعرف الحركة الدورية أيضًا باسم الحركة التوافقية.
ما هي الحركة التوافقية البسيطة؟
من بين جميع أنواع التذبذبات ، فإنحركة متناغمة بسيطة(SHM) هو النوع الأكثر أهمية. في SHM ، تؤثر قوة متفاوتة الحجم والاتجاه على الجسيم. من المهم ملاحظة أن SHM لها تطبيقات مهمة ليس فقط في الميكانيكا ، ولكن أيضًا في البصريات والصوت والفيزياء الذرية.
يقال إن الجسم يؤدي حركة توافقية خطية بسيطة إذا
- يتحرك ذهابًا وإيابًا بشكل دوري على طول خط مستقيم.
- يتم توجيه تسارعها دائمًا نحو موقعها المتوسط.
- يتناسب حجم تسارعه مع حجم إزاحته من الموضع المتوسط.
المعادلة:
F = -Kx
تستخدم لتعريف الحركة التوافقية الخطية البسيطة (SHM) ، حيث
بعض الأمثلة على الحركة التوافقية البسيطة هي حركة البندول البسيط للتأرجحات الصغيرة والمغناطيس المهتز في الحث المغناطيسي المنتظم.
ما هي سعة التذبذب؟
ضع في اعتبارك أن جسيمًا يؤدي تذبذبًا على طول المسار QOR مع O كموقع متوسط و Q و R كمواقف متطرفة على جانبي O. افترض أنه في لحظة معينة من التذبذب ، يكون الجسيم عند P. المسافة التي يقطعها الجسيم عن موضعه المتوسط تسمى إزاحته (x) أي OP =x.
يتم قياس الإزاحة دائمًا من متوسط الموضع ، مهما كانت نقطة البداية. على سبيل المثال ، حتى لو كان الجسيم ينتقل من R إلى P ، فإن الإزاحة تظل قائمةx.
الالسعة (أ) من التذبذبيُعرَّف بأنه الحد الأقصى للإزاحة (xالأعلى) من الجسيم على جانبي موضعه المتوسط ، أي ،أ= OQ = أو.أتُؤخذ دائمًا على أنها موجبة ، وبالتالي فإن سعة صيغة التذبذب هي مجرد مقدار الإزاحة من الموضع المتوسط. المسافة QR = 2أيسمى طول المسار أو مدى التذبذب أو المسار الكلي للجسيم المتذبذب.
صيغة تردد التذبذب
الفترة (تي) من التذبذب هو الوقت الذي يستغرقه الجسيم لإكمال تذبذب واحد. بعد الوقتتييمر الجسيم من نفس الموضع في نفس الاتجاه.
تردد تعريف التذبذب هو ببساطة عدد التذبذبات التي يؤديها الجسيم في ثانية واحدة.
فيتيثوانٍ ، يكمل الجسيم ذبذبة واحدة.
لذلك ، عدد التذبذبات في ثانية واحدة ، أي الترددF، هو:
f = \ frac {1} {T}
يتم قياس تردد التذبذب في دورات في الثانية أو هيرتز.
نوع تردد التذبذب
الأذن البشرية حساسة للترددات التي تقع بين 20 هرتز و 20000 هرتز ، وتسمى الترددات في هذا النطاق الترددات الصوتية أو المسموعة. تسمى الترددات فوق نطاق السمع البشري بالترددات فوق الصوتية ، بينما تسمى الترددات التي تكون أقل من النطاق المسموع بالترددات فوق الصوتية. مصطلح آخر مألوف جدًا في هذا السياق هو "الأسرع من الصوت". إذا كان الجسم ينتقل بسرعة أكبر من سرعة الصوت ، فيُقال إنه يسافر بسرعة تفوق سرعة الصوت.
يتم التعبير عن ترددات الموجات الراديوية (موجة كهرومغناطيسية متذبذبة) بالكيلو هرتز أو ميغا هرتز ، في حين أن الضوء المرئي له ترددات في نطاق مئات تيراهيرتز.