Oscilador Harmônico: tipos e aplicações
O progresso tecnológico é alcançado graças ao estudo de fenômenos físicos, descobertas no campo quântico e outras esferas. Ao mesmo tempo, novos dispositivos e dispositivos são inventados, através dos quais é possível realizar vários estudos e explicar os fenômenos do micromundo. Um desses mecanismos é um oscilador harmônico, cujo princípio de ação era conhecido até mesmo por representantes de civilizações antigas.
Dispositivo e seus tipos
Um oscilador harmônico é um oscilador mecânicoum sistema em movimento que é descrito pela equação de um diferencial linear com coeficientes de valor constante. Os exemplos mais simples de tais dispositivos são uma carga em uma mola, um pêndulo, sistemas acústicos, o movimento de partículas moleculares,
Convencionalmente, os seguintes tipos deste dispositivo podem ser distinguidos:
Um simples oscilador harmônico - aqui o sistemana dedução da posição de descanso está sob a ação da força F, que pode ser expressa pela fórmula F = -kx, onde k é o coeficiente de rigidez do sistema dado, e x é o deslocamento. Nesse caso, F é o único componente que afeta as oscilações. - O oscilador linear harmônico está aquiO movimento ocorre em um plano ao longo de uma trajetória reta. Também este sistema é chamado unidimensional, as oscilações são feitas sob a ação da força de natureza quase elástica.
- Um modelo amortecido - aqui o sistema também é afetadoA força de atrito que é dirigida contra o movimento e atua em proporção à velocidade dessa oscilação. Neste caso, o processo de amortecimento é geralmente caracterizado por um parâmetro que não tem uma dimensão e é chamado de fator-Q. Este valor é uma propriedade do sistema que determina a relação entre a reserva de energia e suas perdas em um período de oscilação.
Aplicação do dispositivo
Este dispositivo é usado em váriosesferas, principalmente para estudar a natureza dos sistemas oscilatórios. Oscilador harmônico quântico é usado no estudo do comportamento dos elementos de fótons. Os resultados dos experimentos podem ser usados em vários campos. Assim, físicos do Instituto Americano descobriram que os átomos de berílio localizados a distâncias relativamente grandes entre si podem interagir no nível quântico. Nesse caso, o comportamento dessas partículas é semelhante aos corpos (bolas de metal) no macrocosmo, movendo-se em uma ordem de avanço para trás, semelhante a um oscilador harmonioso. Os íons de berílio, apesar das distâncias fisicamente grandes, foram trocados pelas menores unidades de energia (quanta). Esta descoberta permite avançar significativamente as tecnologias de TI e também oferece uma nova solução na produção de hardware e eletrônica de computadores.
O oscilador harmônico é usado para estimarobras musicais. Este método é chamado de pesquisa espectroscópica. Foi estabelecido que o sistema mais estável é a composição de quatro músicos (quarteto). E as obras modernas são em grande parte anarmônicas.