Технологиялық прогрес физикалық құбылыстарды, кванттық өрістегі жаңалықтарды және басқа салалардағы жаңалықтарды зерттеу арқылы жүзеге асады. Сонымен бірге жаңа құрылғылар мен құрылғылар ойлап табылуда, олар арқылы әртүрлі зерттеулер жүргізуге және микроәлемдегі құбылыстарды түсіндіруге болады. Бұл механизмдердің бірі - гармоникалық осциллятор, оның принципі тіпті ежелгі өркениет өкілдеріне де белгілі болды.
Құрылғы және оның түрлері
Гармоникалық осциллятор – тұрақты мәнді коэффициенттері бар сызықтық дифференциалдық теңдеумен сипатталатын қозғалыстағы механикалық жүйе. Мұндай құрылғылардың ең қарапайым мысалдары серіппедегі салмақ, маятник, акустикалық жүйелер, молекулалық бөлшектердің қозғалысы және т.б. болады.
Бұл құрылғының келесі түрлерін шартты түрде ажыратуға болады:
-
сызықтық гармоникалық осциллятор Қарапайым гармоникалық осциллятор - осындажүйе тыныштық күйінен шығарылған кезде F күшінің әсерінен болады, оны F=-kx формуласымен өрнектеуге болады, мұндағы k – осы жүйенің қаттылық коэффициенті, х – орын ауыстыру. Бұл жағдайда F тербелістерге әсер ететін жалғыз компонент болып табылады.
- Сызықтық гармоникалық осциллятор - мұнда қозғалыс түзу жол бойымен бір жазықтықта жүреді. Бұл жүйе бір өлшемді деп те аталады, тербелістер квазисерпімді сипаттағы күштің әсерінен орындалады.
- Бөлген модель - бұл жерде жүйеге үйкеліс күші де әсер етеді, ол қозғалысқа қарсы бағытталған және осы тербеліс жылдамдығына пропорционалды әсер етеді. Бұл жағдайда демпферлік процесс әдетте өлшемі жоқ және сапа факторы деп аталатын параметрмен сипатталады. Бұл мән тербелістің бір кезеңіндегі энергия қорының оның шығындарына қатынасын анықтайтын жүйенің қасиеті болып табылады.
Құрылғыны пайдалану
Бұл құрылғы әртүрлі салаларда, негізінен тербелмелі жүйелердің табиғатын зерттеу үшін қолданылады. Кванттық гармоникалық осциллятор фотон элементтерінің әрекетін зерттеу үшін қолданылады. Тәжірибе нәтижелерін әртүрлі салаларда қолдануға болады. Сонымен, Америка институтының физиктері бір-бірінен өте үлкен қашықтықта орналасқан бериллий атомдары кванттық деңгейде өзара әрекеттесе алатынын анықтады. Сонымен бірге бұл бөлшектердің мінез-құлқы макроәлемдегі денелерге (металл шарларға) ұқсас, алға-қайтару ретімен қозғалады, гармоникалық осцилляторға ұқсас. иондарыбериллий, физикалық үлкен қашықтыққа қарамастан, энергияның ең кіші бірліктерін (кванттар) алмасты. Бұл жаңалық IT технологияларын айтарлықтай ілгерілетуге мүмкіндік береді, сонымен қатар компьютерлік техника мен электроника өндірісінде жаңа шешім ұсынады.
Гармоникалық осциллятор музыкалық шығармаларды бағалауда қолданылады. Бұл әдіс спектроскопиялық зерттеу деп аталады. Бұл ретте ең тұрақты жүйе төрт музыканттан тұратын шығарма (квартет) екені анықталды. Ал заманауи туындылар негізінен ангармониялық.
