 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
146
Таким образом, частота колебаний определяет число колебаний, произошедших за 1 секунду.
Единица измерения частоты – герц (Гц), 1 Гц=1 с
-1
.
Для характеристики колебаний используют также циклическую частоту (?,
с
-1
), которая
определяется как число колебаний, происходящих за 2
?
секунд. Между обычной и циклическо
й
частотами существует следующая связь:
.
2
f
(17.2)
Циклическая частота и период колебаний связаны следующим соотношением:
.
/
2
T
(17.3)
Одним из наиболее частых видов колебаний, существующих в природе, являются гармонические
колебания (рис. 17.1), описываемые уравнением:
),
cos(
0
t
x
x
m
(17.4)
где
х – смещение тела от положения равновесия;
? – циклическая частота колебаний;
t
– время.
Максимальное значение смещения от положения равновесия (x
m
) называется амплитудой колебания.
Величина, стоящая под знаком косинуса, называется фазой гармонического колебания:
0
t
.
(17.5)
Фаза колебаний
0
начальный момент времени t = 0 называется начальной фазой. Фаза колебания
характеризуется величиной и направлением отклонения колебания от положения равновесия в
зависимости от времени.
Колебания в упругой среде не ограничиваются центром возбуждения этих колебаний. Колеблющиеся
частицы среды передают свою энергию соседним частицам. Процесс распространения колебаний в
упругой среде называется волной. Каждая из частиц среды при этом колеблется около положения
устойчивого равновесия. Поверхность, которая отделяет колеблющиеся частицы от частиц, пока еще не
пришедших в колебательное движение, называют фронтом волны. Совокупность точек, колеблющихся
в одинаковых фазах, образует волновую поверхность. Все точки фронта волны имеют нулевую фазу.
Отсюда следует, что фронт волны представляет собой одну из волновых поверхностей. Фронт волны
расположен перпендикулярно к направлению распространения волны. По форме фронта волны
различают плоские и сферические (рис. 17.2). Расстояние между двумя соседними частицами,
находящимися в одинаковом режиме движения или в одинаковой фазе, называется длиной волны X. На
рис. 17.1 представлено графическое изображение гармонических колебаний и также показана длина
волны.