Formula de frecvență ciclică. Frecvența ciclică - ce și cum? Metode de măsurare indirecte

Frecvența oscilațiilor, numărul de 1 secunde. Desemnat. Dacă t este periodotipurile oscilațiilor, atunci \u003d 1 / t; Se măsoară în Hertz (Hz). Frecvența de frecvență de frecvență \u003d 2 \u003d 2 / t Rad / s.

Perioada de oscilații, cea mai mică perioadă de timp prin care fluctuațiile sistemului sunt responsabile cu aceeași condiție în care a fost la momentul inițial, selectat în mod arbitrar. Peritanța, oscilațiile de frecvență inversă. "Perioada" este aplicabilă, de exemplu, în cazul oscilațiilor armonice, totuși, este adesea folosit pentru oscilații slab decăzute.

Frecvența circulară sau ciclică

La schimbarea argumentului cosinus sau sinusul pe 2π aceste funcții sunt returnate la valoarea anterioară. Vom găsi intervalul de timp, în timpul căruia faza funcției armonice variază de 2π.

Ω (t + t) + α \u003d ωt + α + 2π sau ωt \u003d 2π.

Timpul T O oscilație completă este numită o perioadă de oscilație. Frecvența ν este numită cantitatea, perioada inversă

Unitatea de măsurare a frecvenței - Hertz (Hz), 1 Hz \u003d 1 S -1.

Circulară sau frecvențe ciclice Ω 2π ori frecvența oscilațiilor ν. Frecvența circulară este viteza de schimbare a fazei în timp. Într-adevăr:

.

Amplitudinea (din valoarea amplitudo-latină), cea mai mare abatere de la valoarea de echilibru a valorii, fluctuând conform unei anumite, inclusiv a dreptului armonic; Urmăriți oscilațiile solarmonice.

Oscilații de fază argumentul funcțional (ωt + φ) care descrie armonic procesul oscilatorului (Frecvența circulară, t-time, φ - faza inițială de oscilații, adică faza oscilațiilor la momentul TIMET \u003d 0)

Deplasarea, viteza, accelerarea sistemului de particule oscilante.

Energia oscilațiilor armonice.

Oscilații armonice

Un caz important special de oscilații periodice sunt oscilațiile armonice, adică. Astfel de schimbări în cantitatea fizică care se află în lege

unde. Din cursul matematicii se știe că funcția formei (1) se schimbă în intervalul de la A la -a și cea mai mică perioadă pozitivă a acesteia. Prin urmare, oscilația armonică a formei (1) are loc cu amplitudinea A și perioada.

Nu trebuie să confundați frecvența ciclică și frecvența oscilațiilor. Există o simplă legătură între ele. De când, dar, atunci.

Valoarea se numește faza de oscilație. La t \u003d 0, faza este egală cu, deoarece faza inițială.

Rețineți că, la același T:

unde - faza inițială. În consecință, faza inițială pentru aceeași oscilație este valoarea definită cu ținta înainte. Prin urmare, dintr-o multitudine de valori posibile ale fazei inițiale, valoarea fazei inițiale este cea mai mică din modul sau cel mai mic pozitiv. Dar acest lucru nu este necesar. De exemplu, este dată oscilația Apoi este convenabil să scrieți în formular Și să lucreze mai departe cu ultima viziune a acestei înregistrări de oscilație.

Se poate demonstra că fluctuațiile formularului:

În cazul în care un semn va fi, cu ajutorul transformărilor trigonometrice simple, este întotdeauna redusă la forma (1) și, ANE este egală cu, în general, vorbind. Astfel, oscilațiile formei (2) sunt armonice cu amplitudinea frecvenței ciclice. Nu duceți la dovezi generale, ilustrați-l pe un exemplu specific.

Lăsați-o să arate că oscilația

va fi armonios și găsiți amplitudinea, frecvența ciclică, faza inițială a perioadelor. Într-adevăr,

-

Vedem că oscilația valorii s a reușit să înregistreze sub formă (1). În care ,.

Încercați să vă asigurați că

.

Bineînțeles, înregistrarea oscilațiilor armonice în forma (2) nu este mai rău decât înregistrarea în formularul (1) și trecerea la o sarcină specifică de la înregistrare în acest formular pentru a înregistra într-o altă formă nu este de obicei nevoie. Trebuie doar să găsiți imediat amplitudinea, frecvența ciclică și perioada, având în fața oricărei forme de înregistrare a oscilației armonice.

Uneori este utilă cunoașterea naturii schimbării derivate de la prima și a doua oară de la dimensiunea S, ceea ce face fluctuațiile armonice (fluctue pentru legea armonioasă). În cazul în care un , apoi diferențierea timpului ,. Se poate observa că s "și s" "fluctuează și prin lege armonioasă cu aceeași frecvență ciclică ca valoarea S și, respectiv, amplitudinea. Dăm un exemplu.

Lăsați coordonarea corpului, efectuând oscilații armonice de-a lungul axei X, variază în funcție de lege, unde x în centimetri, timp t în secunde. Este necesar să se înregistreze legea schimbării vitezei și accelerației corpului și să-și găsească valorile maxime. Pentru a răspunde la întrebarea atribuită, menționăm că primul derivat de la valoarea lui X este proiecția vitezei corpului pe axa X, iar al doilea derivat X este proiecția accelerației pe axa X :. Diferențierea expresiei pentru x în timp, ajungem ,. Valorile maxime ale vitezei și accelerației: .

Când studiați această secțiune ar trebui să fie luată în considerare oscilații Diverse natură fizică este descrisă cu poziții matematice uniforme. Aici este necesar să înțelegem în mod clar conceptele precum oscilația armonică, faza, diferența de fază, amplitudinea, frecvența, perioada oscilațiilor.

Ar trebui să se țină cont de faptul că, în orice sistem oscilator real, există rezistențe ale mediului, adică. Oscilațiile vor fi atenuante. Pentru a caracteriza atenuarea oscilațiilor, coeficientul de atenuare și decretele logaritmice ale ATuchi sunt injectate.

Dacă oscilațiile sunt efectuate sub acțiunea unei forțe externe de schimbare periodică, atunci astfel de oscilații sunt numite forțate. Ei vor fi nereușită. Amplitudine oscilații forțate Depinde de frecvența forței de forță. Când se apropie de frecvența oscilațiilor forțate la frecvență oscilații proprii Amplitudinea oscilațiilor forțate crește brusc. Acest fenomen se numește rezonanță.

Mutarea la studiul undelor electromagnetice trebuie să reprezinte clar acest lucruvalor electromagnetic - Acesta este un câmp electromagnetic care se răspândește în spațiu. Sistemul cel mai simplu.Emitând unde electromagnetice este un dipol electric. Dacă dipolul efectuează oscilații armonice, atunci acesta emite un val monocromatic.

Tabelul formulelor: oscilații și valuri

Legile fizice, formulele, variabilele	Formule de oscilații și valuri
Ecuația de oscilație armonică: unde X - offset (deviația) a valorii oscilante din poziția de echilibru; A - amplitudinea; Ω - frecvența circulară (ciclică); a - faza inițială; (ωt + α) - faza.
Comunicarea dintre perioada și frecvența circulară:
Frecvență:
Conexiune de frecvență circulară cu frecvență:
Perioade de oscilații proprii 1) Pendul de primăvară: unde k este rigiditatea primăverii; 2) pendulul matematic: unde l este lungimea pendulului, g - accelerarea căderii libere; 3) Circuitul oscilator: unde sunt inductanța conturului, C - capacitatea condensatorului.
Frecvența oscilațiilor proprii:
Adăugarea oscilațiilor aceleiași frecvențe și direcție: 1) amplitudinea oscilației rezultate unde 1 și 2 - amplitudinile componentelor oscilațiilor, α 1 și α2 - fazele inițiale ale componentelor oscilațiilor; 2) faza inițială a oscilației rezultate
Ecuații de oscilație care curge: e \u003d 2.71 ... - Baza logaritmilor naturali.
Ampliții de oscilație de dormit: unde un 0 este amplitudinea la momentul inițial al timpului; β - coeficientul de atenuare;
Coeficientul de atenuare: corpul iBitabil unde R este coeficientul de rezistență a mediului, m - greutatea corporală; circuitul oscilator unde R este rezistența activă, L - inductanța conturului.
Frecvența oscilațiilor plutitoare Ω:
Perioada de oscilații plutitoare T:
Logaritm de atenuare a diminuării:

Hertz (denumirea rusă: Hz.; Internaţional: Hz.), numit după fizica germană Henry Hertz.

Frecvența este invers proporțională cu perioada de oscilație: ν = 1/T. .

Frecvență	1 MHz (10 -3 Hz)	1 Hz (10 0 Hz)	1 khz (10 3 Hz)	1 MHz (10 6 Hz)	1 GHz (10 9 Hz)	1 thz (10 12 Hz)
Perioadă	1 ks (10 3 s)	1 C (10 0 s)	1 ms (10 -3 s)	1 μs (10 -6 s)	1 ns (10 -9 s)	1 PS (10 -12 c)

În natură, sunt cunoscute procese periodice cu frecvențe de la ~ 10 -16 Hz (frecvența circulației soarelui în jurul centrului galaxiei) până la ~ 105 Hz (frecvența oscilațiilor câmpului caracteristica celor mai puternice raze cosmice).

Video pe subiect

Frecvența circulară

În cazul utilizării ca unitate a frecvenței unghiulare a gradelor pe secundă, conexiunea cu frecvența convențională va fi după cum urmează: ω \u003d 360 ° ν.

Numeric, frecvența circulară este egală cu numărul de oscilații (revoluții) pentru 2π secunde. Introducerea frecvenței circulare (în dimensiunea sa principală - radiani pe secundă) face posibilă simplificarea multor formule în fizica teoretică și electronică. Deci, frecvența circulară rezonantă a conturului oscilant LC este egală cu ω l c \u003d 1 / l c, (\\ displaystyle \\ omega _ (LC) \u003d 1 / (\\ sqrt (LC)),) În timp ce frecvența rezonantă ciclică ν L c \u003d 1 / (2 π l c). (\\ displaystyle \\ nu _ (LC) \u003d 1 / (2 \\ pi (\\ sqrt (LC))).) În același timp, o serie de alte formule sunt complicate. Considerația decisivă în favoarea frecvenței circulare a fost faptul că multiplicatorii 2 π (\\ displaystyle 2 \\ pi) și 1/2 π (\\ displaystyle 1/2 \\ pi)Aplicând în multe formule atunci când se utilizează radiani pentru măsurarea unghiurilor și fazelor, dispar atunci când este introdusă frecvența circulară (unghiulară).

În mecanică, atunci când se ia în considerare mișcarea de rotație, viteza analogică este analogul frecvenței circulare.

Frecvența evenimentelor discrete

Frecvența evenimentelor discrete (de exemplu, frecvența impulsurilor) este o valoare fizică egală cu numărul de evenimente discrete care apar pe unitate de timp. Unitatea de frecvență a evenimentelor discrete - a doua la minus de gradul întâi (denumirea rusă: c -1.; Internaţional: s -1.). Frecvența 1 C -1 este egală cu o astfel de frecvență a evenimentelor discrete la care apare un eveniment în timpul 1 s.

Frecvența de rotație

Frecvența de rotație este o valoare fizică egală cu numărul de revoluții totale pe unitate de timp. Unitatea de frecvență de rotație este a doua în minus primul grad ( c -1., s -1.), cifra de afaceri pe secundă. Frecvent utilizate astfel de unități ca cifra de afaceri pe minut, cifra de afaceri pe oră etc.

Altă frecvență asociată

Unități

În sistem, sistemul de măsurare a frecvenței ciclice este Hertz (Hz, Hz). Unitatea a fost introdusă inițial în 1930 de către Comisia Electrotehnică Internațională și, în 1960, adoptată pentru utilizarea generală a celei de-a 11-a Conferință Generală privind măsurile și greutățile ca o unitate de C. Înainte de aceasta, a fost utilizată o unitate de frecvență ciclică ciclu pe secundă (1 ciclu pe secundă \u003d 1 Hz) și derivați (kilociclu pe secundă, Megatio kilociclu pe secundă, kilomegaccite \u200b\u200bpe secundă, egal cu kilohertsu, megahertz și gigahertz).

Aspecte metrologice

Pentru măsurarea frecvenței, se utilizează contoare de frecvență de diferite tipuri, incluzând: pentru a măsura frecvența pulsului pulsului - contul electronic și condensator, pentru a determina frecvențele componentelor spectrale - cadre rezonante și heterodyne, precum și analizoare de spectru. Pentru a reda o frecvență cu o precizie dată, se utilizează diferite măsuri - standarde de frecvență (precizie ridicată), sintetizatoare de frecvență, generatoare de semnal etc. Comparați frecvențele cu un comparator de frecvență sau folosind un osciloscop conform figurilor Lissu.

Standarde

Standardele naționale de frecvență sunt utilizate pentru a verifica instrumentele de măsurare a frecvențelor. În Rusia, referințele naționale de frecvență includ:

• Standardul primar de stat, frecvența și scala de timp național primește 1-98 - este situat în VNIIFTRI.
• Standard secundar de timp și frecvență de umed 1-10-82 - Situat în Sniem (Novosibirsk).

Calcule

Calculul de frecvență al evenimentului recurent se realizează luând în considerare numărul de apariții ale acestui eveniment pentru o anumită perioadă de timp. Suma rezultată este împărțită în durata segmentului de timp corespunzător. De exemplu, dacă timp de 15 secunde sa întâmplat 71 de evenimente omogene, frecvența va fi

ν \u003d 71 15 S ≈ 4.7 Hz (\\ DisplayStyle \\ Nu \u003d (\\ Frac (71) (15 \\, (\\ MBOX (S)))) \\ Aprox 4.7 \\, (\\ Mbox (Hz)))

Dacă numărul rezultat de eșantioane este mic, atunci o recepție mai precisă este de a măsura intervalul de timp pentru numărul specificat Apariția evenimentului în cauză și nu găsiți numărul de evenimente în perioada specificată de timp. Utilizarea celei de-a doua metode intră între zero și prima eroare aleatorie, care constituie la mijlocul inversării; Acest lucru poate duce la apariția unei erori medii în frecvența calculată Δν \u003d 1 / (2 T M.) sau eroare relativă Δ ν /ν = 1/(2v.T M. ) UndeT M. - Intervalul de timp și ν este frecvența măsurată. Eroarea scade, deoarece frecvența crește, astfel încât această problemă este cea mai importantă pentru frecvențe joaseÎn cazul în care numărul de eșantioaneN. Puțini.

Metode de măsurare

Metoda stroboscopică

Folosind un instrument special - Stroboscop - este una dintre metodele istorice timpurii pentru măsurarea vitezei de rotație sau vibrații a diferitelor obiecte. În procesul de măsurare, este activată o sursă de lumină stroboscopică (de regulă, o lampă luminată, oferind periodic lumini scurte), a căror frecvență este ajustată utilizând un lanț de lanț pre-calibrat. Sursa de lumină este îndreptată spre obiectul rotativ și apoi frecvența luminilor se schimbă treptat. Când frecvența luminilor este egalizată cu frecvența rotației sau vibrațiilor obiectului, acesta din urmă are timp pentru a face un ciclu de oscilare completă și revin la poziția inițială în decalajul dintre două rachete, astfel încât atunci când lampa stroboscopică este iluminată , acest obiect va părea fix. W. aceasta metodaCu toate acestea, există un dezavantaj: dacă frecvența rotației obiectului ( x. ) nu este egal cu frecvența porții ( y. ), dar este proporțională cu el cu un coeficient de integrare (2 x. , 3x. etc.), atunci obiectul atunci când iluminarea va arăta în continuare nemișce.

Metoda stroboscopică este de asemenea utilizată pentru a ajusta cu precizie viteza de rotație (oscilații). În acest caz, frecvența luminii este fixă \u200b\u200bși frecvența mișcării periodice a obiectului se schimbă până când începe să pară fixă.

Metoda Batio.

Aproape de metoda stroboscopică este metoda bătăilor. Se bazează pe faptul că atunci când se amestecă oscilațiile a două frecvențe (referință ν și măsurabile ν "1. ) În lanțul neliniar în spectrul oscilațiilor, diferența de frecvență Δν \u003d |ν − ν "1 |, a numit frecvența bătăilor (cu o adăugare liniară de oscilații, această frecvență este frecvența plicului fluctuațiilor totale). Metoda este aplicabilă atunci când măsurarea oscilației cu frecvență redusă este mai preferabilă. f. . În ingineria radio, această metodă este, de asemenea, cunoscută sub numele de metoda de măsurare a frecvenței heterodyne. În special, metoda BEAGI este utilizată pentru a configura cu exactitate instrumentele muzicale. În acest caz, fluctuațiile sonore ale frecvenței fixe (de exemplu, de la cameră), au ascultat simultan cu sunetul unui instrument personalizat, creați o amplificare periodică și slăbirea sunetului total. La instrumentul de configurare exactă, frecvența acestor bătăi se străduiește pentru zero.

Aplicarea contorului de frecvență

Frecvențele înalte sunt de obicei măsurate utilizând un contor de frecvență. Acesta este un dispozitiv electronic care estimează frecvența unui anumit semnal repetat și afișează rezultatul pe un afișaj digital sau un indicator analogic. Elementele logice discrete ale contorului de frecvență digitală fac posibilă luarea în considerare a numărului de perioade de oscilații de semnal într-o anumită perioadă de timp numărata pe ceasul de cuarț de referință. Procesele periodice care nu sunt prin natura lor electrică (astfel, de exemplu, ca rotație a axei, vibrațiilor mecanice sau a undelor de sunet) pot fi traduse într-un semnal electric periodic folosind traductorul de măsurare și în această formă sunt alimentate la intrarea lui contorul de frecvență. În prezent, dispozitivele de acest tip sunt capabile să acopere intervalul de până la 100 Hz; Acest indicator este un plafon practic pentru metodele de calcul direct. Frecvențele mai mari sunt măsurate prin metode indirecte.

Metode de măsurare indirecte

În afara intervalului disponibil la contoarele de frecvență, frecvența semnalelor electromagnetice este adesea evaluată indirect, cu ajutorul heterodynes (adică convertoare de frecvență). Semnalul de referință al unei frecvențe predeterminate este combinat într-un mixer neliniar (deci, de exemplu, ca diode) cu un semnal a cărui frecvență trebuie instalată; Ca rezultat, se formează un semnal heterodin, sau, alternativ, bătăile generate de diferențele de frecvență ale două semnale sursă. Dacă ultimul este suficient de aproape unul de celălalt în răspunsul lor de frecvență, atunci semnalul heterodin este suficient de mic, astfel încât acesta să poată fi măsurat cu același contor de frecvență. În consecință, ca urmare a acestui proces, numai diferența de frecvență necunoscută este estimată din referință, care ar trebui determinată de alte metode. Pentru a ajunge la frecvențe și mai mari, pot fi implicate mai multe etape de amestecare. În prezent, studiile vizează extinderea acestei metode în direcția frecvențelor infraroșii și a luminii vizibile (detectarea heterodinului optic optic).

Exemple

Radiatie electromagnetica

Spectrul complet al radiației electromagnetice cu o parte vizibilă selectată

Lumina vizibilă este undele electromagnetice constând din câmpurile electrice și magnetice oscilante care se deplasează în spațiu. Frecvența valurilor determină culoarea sa: 4 × 10 14 Hz - roșu, 8 × 10 14 Hz - culoare violet; Între ele în intervalul (4 ... 8) × 10 14 Hz stați toate celelalte culori ale curcubeului. Undele electromagnetice având o frecvență mai mică de 4 × 10 14 Hz, invizibilă pentru ochiul uman, astfel de valuri sunt numite radiații infraroșu (IR). Mai jos în spectru este radiația cu microunde și valul radio. Lumina cu o frecvență este mai mare de 8 × 10 14 Hz, invizibilă pentru ochiul uman; Astfel de valuri electromagnetice sunt numite radiații ultraviolete (UV). Cu o creștere a frecvenței, valul electromagnetic trece în intervalul spectrului unde se află radiația cu raze X și cu frecvențe și mai mari - în regiunea radiației gamma.

Toate aceste valuri, din cele mai mici frecvențe ale undelor radio și până la frecvențe ridicate ale razelor gamma, sunt fundamentale la fel, iar toate acestea se numesc radiații electromagnetice. Toate se aplică în vid la viteza luminii.

O altă caracteristică a undelor electromagnetice este lungimea de undă. Lungimea de undă este invers proporțională cu frecvența, astfel încât undele electromagnetice cu o frecvență mai mare au o lungime de undă mai scurtă și viceversa. În lungimea de undă de vid

λ \u003d c / ν, (\\ displaystyle \\ lambda \u003d c / \\ nu,)

unde din - Viteza luminii în vid. Într-un mediu în care viteza de fază a valului electromagnetic c."Diferă de viteza luminii în vid ( c.′ = c / N. Unde n. - Indicele de refracție), conexiunea dintre lungimea de undă și frecvența va fi după cum urmează:

λ \u003d c n ν. (\\ displaystyle \\ lambda \u003d (\\ frac (c) (n \\ n nu)).)

O altă caracteristică frecvent utilizată este un număr de undă (frecvență spațială) egală cu cantitatea de valuri stivuite de o unitate de lungime: k. \u003d 1 / λ. Uneori, această valoare este utilizată cu un coeficient de 2π, prin analogie cu o frecvență ciclică și circulară k. S \u003d 2π / λ. În cazul unui val electromagnetic în mediu

k \u003d 1 / λ \u003d n n c c. (\\ displaystyle k \u003d 1 / \\ lambda \u003d (\\ frac (n \\ n nu) (c)).) k S \u003d 2 π / λ \u003d 2 π n n c \u003d n ω c. (\\ displaystyle k_ (s) \u003d 2 \\ pi / \\ lambda \u003d (\\ frac (2 \\ pi n \\ n nu) (c)) \u003d (\\ frac (n \\ omega) (c)).)

Sunet

Proprietățile sunetului (oscilațiile medii elastice mecanice) depind de frecvența. O persoană poate auzi oscilații cu o frecvență de 20 Hz la 20 kHz (cu vârsta, limita superioară a frecvenței sunetului audio este redusă). Sunet cu o frecvență mai mică de 20 Hz (corespunde unei note mi.

Fluctuațiile armonice - oscilațiile comise în conformitate cu legile sinusului și ale cosiniei. Figura următoare prezintă o diagramă de schimbare a punctului coordonate în timp de legea cosiniei.

imagine

Amplitudinea oscilației

Amplitudinea oscilației armonice este numită cea mai mare valoare Deplasările corporale din poziția de echilibru. Amplitudinea poate lua valori diferite. Acesta va depinde de cât de mult vom respinge organismul la momentul inițial al timpului din poziția de echilibru.

Amplitudinea este determinată de condițiile inițiale, adică energia corpului informat la momentul inițial al timpului. Deoarece sinusul și cosinul pot lua valori în intervalul de la -1 la 1, multiplicatorul XM care exprimă amplitudinea oscilațiilor trebuie să fie prezentă în ecuație. Ecuarea mișcării cu oscilații armonice:

x \u003d xm * cos (ω0 * t).

Perioada de oscilații

Perioada de oscilații este momentul comiterii unei fluctuații complete. Perioada de oscilație este indicată de litera T. Unitățile de măsurare a perioadei corespund unităților de timp. Asta este, în Si este secunde.

Frecvența oscilațiilor este numărul de oscilații pe unitatea de timp. Frecvența de oscilație este indicată de litera ν. Frecvența oscilațiilor poate fi exprimată prin perioada de oscilații.

ν \u003d 1 / t.

Unități de măsurare a frecvenței în C1 / s. Această unitate de măsură a fost numită Hertz. Numărul de oscilații pentru ora 2 * PI secunde va fi egal:

ω0 \u003d 2 * pi * n \u003d 2 * pi / t.

Frecvența oscilațiilor

Această valoare se numește frecvența ciclică a oscilațiilor. În unele literatură, se găsește numele frecvenței circulare. Frecvența intrinsecă a sistemului oscilator este frecvența oscilațiilor libere.

Frecvența oscilațiilor proprii este calculată prin formula:

Frecvența oscilațiilor proprii depinde de proprietățile materialului și de masa încărcăturii. Cu cât este mai mare rigiditatea arcului, cu atât este mai mare frecvența propriilor oscilații. Cu cât este mai mare masa încărcăturii, cu atât frecvența propriilor oscilații.

Aceste două concluzii sunt evidente. Primăvara mai rigidă, cu atât este mai mare accelerația pe care o va informa corpul, când sistemul este îndepărtat din echilibru. Cu cât este mai mare masa corporală, cu atât mai lent va schimba acest corp al acestui corp.

Perioadă de oscilații gratuite:

T \u003d 2 * pi / ω0 \u003d 2 * pi * √ (m / k)

Este demn de remarcat faptul că la un unghi scăzut al abaterilor, perioada de fluctuații ale corpului în primăvară și perioada de oscilație a pendulului nu va depinde de amplitudinea oscilațiilor.

Scriu formula perioadei și frecvența oscilațiilor gratuite pentru un pendul matematic.

apoi perioada va fi egală

T \u003d 2 * pi * √ (l / g).

Această formulă va fi valabilă numai pentru unghiurile de deviere mici. Din formula vedem că perioada de oscilații crește odată cu creșterea lungimii firului pendulului. Cu cât lungimea va fi mai mare, cu atât este mai lent corpul.

Din masa încărcăturii, perioada de oscilații nu depinde complet. Dar depinde de accelerarea căderii libere. Cu o scădere a G, perioada de oscilație va crește. Această proprietate Utilizate pe scară largă în practică. De exemplu, pentru a măsura valoarea exactă a accelerației libere.

Totul de pe planetă are o frecvență proprie. Potrivit uneia dintre versiuni, se bazează chiar pe lumea noastră. Din păcate, teoria este foarte dificil de exprimat în cadrul unei o publicație, astfel încât vom fi considerați exclusiv frecvența oscilațiilor ca o acțiune independentă. Ca parte a articolului, se va da o definiție a acestui proces fizic, unitățile sale de măsurători și componenta metrologică. Și, la final, va fi considerat un exemplu de importanță în viața obișnuită a sunetului obișnuit. Învățăm ce reprezintă el și care este natura sa.

Ce numesc frecvența oscilațiilor?

Aceasta implică valoarea fizică care este utilizată pentru a caracteriza procesul periodic, care este egal cu numărul de repetări sau de apariția anumitor evenimente pe unitate de timp. Acest indicator este calculat ca raportul dintre numărul de date incidente până la momentul pentru care au fost comise. Frecvența proprie a oscilațiilor este fiecare element al lumii. Corpul, atomul, podul rutier, trenul, aeronava - toate comit anumite mișcări care sunt așa-numite. Lăsați aceste procese să nu fie vizibile pentru ochi, sunt. Unități de măsurători în care frecvența oscilațiilor sunt considerate a fi Hertz. Ei și-au primit numele în onoarea fizicii originii germane a lui Herrich Hertz.

Frecvența instantanee.

Semnalul periodic poate fi caracterizat printr-o frecvență instantanee, care precisă cu coeficientul este o rată de schimbare a fazei. Acesta poate fi reprezentat ca o sumă de componente spectrale armonice cu fluctuațiile lor permanente.

Frecvența de oscilație ciclică

Este convenabil să se aplice în fizica teoretică, în special în secțiunea despre electromagnetism. Frecvența ciclică (se numește și radială, circulară, unghiulară) este o valoare fizică care este utilizată pentru a indica intensitatea originii mișcării oscilative sau de rotație. Primul este exprimat în revoluții sau fluctuații pentru o secundă. Cu mișcare de rotație, frecvența este egală cu modulul vectorului de viteze unghiulare.

Expresia acestui indicator este efectuată în radiani pentru o secundă. Dimensiunea frecvenței ciclice este timpul de întoarcere. În termeni numerici, este egal cu numărul de oscilații sau revoluții, care au avut loc pentru numărul de secunde 2π. Administrarea sa pentru utilizare poate simplifica semnificativ un spectru diferit de formule în domeniul electronicii și fizicii teoretice. Cel mai popular exemplu de utilizare este calculul frecvenței ciclice rezonante a conturului oscilator LC. Alte formule pot complica semnificativ.

Frecvența evenimentelor discrete

Sub această valoare, valoarea medie, care este egală cu numărul de evenimente discrete care apar într-o unitate de timp. În teorie, indicatorul este de obicei folosit - al doilea în minus gradul întâi. În practică, pentru a exprima frecvența impulsurilor, Hertz folosește de obicei.

Frecvența de rotație

Sub aceasta, ei înțeleg cantitatea fizică, care este egală cu numărul de revoluții complete, care apar într-o singură unitate de timp. De asemenea, utilizează indicatorul - al doilea în minus primul grad. Pentru a se referi la lucrarea făcută, aceste fraze ca cifră de afaceri pe minut, oră, zi, lună, an și altele sunt posibile.

Unități

Care este frecvența oscilației? Dacă luați în considerare sistemul SI, atunci unitatea de măsură este Hertz. A fost introdusă inițial de Comisia Electrotehnică Internațională în 1930. Iar cea de-a 11-a Conferință Generală pentru SIGHS și Măsuri din anii 1960 a asigurat utilizarea acestui indicator ca o unitate de C. Ceea ce a fost prezentat ca un "ideal"? Acestea au fost frecvența atunci când un ciclu este efectuat într-o secundă.

Dar ce să faci cu producția? Valorile arbitrare au fost fixate pentru ei: kilociclu, meghere pe secundă și așa mai departe. Prin urmare, luarea unui dispozitiv care funcționează cu un indicator în GHz (ca procesor de calculator), poate trimite aproximativ cât de multe acțiuni o face. Se pare că încet pentru o persoană se întinde timpul. Dar tehnica are timp să îndeplinească milioane și chiar miliarde de operațiuni pe secundă în aceeași perioadă. Într-o oră, calculatorul face deja atât de multe acțiuni pe care majoritatea oamenilor nu le vor putea chiar să le prezinte în termeni numerici.

Aspecte metrologice

Frecvența oscilației și-a găsit utilizarea chiar și în metrologie. Diferite dispozitive au multe caracteristici:

1. Măsurați frecvența impulsurilor. Acestea sunt reprezentate de conturi electronice și de tipuri de condensare.
2. Determinați frecvența componentelor spectrale. Există tipuri de heterodyne și rezonante.
3. Analiza spectrului este efectuată.
4. Reproduce frecvența necesară cu o precizie dată. În acest caz, pot fi aplicate diferite măsuri: standarde, sintetizatori, generatoare de semnale și alte tehnici din această direcție.
5. Comparați indicatorii oscilațiilor obținute, în acest scop este utilizat un comparator sau o osciloscop.

Exemplu de lucru: sunet

Toate cele de mai sus pot fi destul de greu de înțeles, așa cum am folosit limba uscată a fizicii. Pentru a realiza informațiile furnizate, puteți da un exemplu. Totul va fi pictat în detaliu în el, pe baza analizării cazurilor din viața modernă. Pentru a face acest lucru, luați în considerare cel mai faimos exemplu de oscilații - sunet. Proprietățile sale, precum și caracteristicile oscilațiilor elastice mecanice în mediu sunt direct dependente de frecvență.

Organele auditive umane pot prinde oscilațiile care se află la 20 Hz până la 20 kHz. Mai mult, cu vârsta, granița superioară va scădea treptat. Dacă frecvența oscilațiilor sonore scade sub indicatorul de 20 Hz (care corespunde cu MI subcontrollava), atunci va fi creată infrasound. Acest tip, care, în majoritatea cazurilor, nu ne auzită, oamenii se pot simți relativ relativ. Dacă marginea este depășită în 20 de kilohertzi, sunt generate oscilații, care sunt numite ultrasunete. Dacă frecvența depășește 1 GHz, atunci în acest caz ne vom ocupa de un hipersonic. Dacă considerăm un astfel de instrument muzical ca pian, poate crea oscilații în intervalul de 27,5 Hz la 4186 Hz. Ar trebui să se țină cont de faptul că sunetul muzical nu constă numai din accesele principale de frecvență, armonicile sunt adăugate la acesta. Totul definește timbrul împreună.

Concluzie

Așa cum ați avut ocazia de a ști, frecvența oscilațiilor este o componentă extrem de importantă care vă permite să ne funcționați lumea. Datorită ei, putem auzi, computerele lucrează cu ajutorul ei și se desfășoară multe alte lucruri utile. Dar dacă frecvența oscilațiilor depășește limita optimă, atunci o anumită distrugere poate începe. Deci, dacă influențați procesorul, astfel încât cristalul său a lucrat cu de două ori mai mulți indicatori, va eșua rapid.

Acest lucru poate fi adus cu viața umană când, cu o frecvență înaltă, dromipes izbucnește. Alte modificări negative cu corpul vor apărea, de asemenea,, ceea ce va implica anumite probleme, până la moarte. Mai mult, din cauza particularităților naturii fizice, acest proces se răspândește într-o perioadă destul de lungă de timp. Apropo, luând în considerare acest factor, armata are în vedere noi oportunități pentru dezvoltarea armelor viitorului.