- •§ 1. Кинематика
- •§ 2. Динамика
- •V жылдамдықпен қозғалатын, массасы т дененің кинетикалық энергиясы мынаған тең: .
- •§ 3. Қатты денелердің айналмалы қозғалысы
- •§ 4. Газдар мен сұйықтардың механикасы
- •Механикалық бірліктер
- •II тарау молекулалық физика және термодинамика жылу бірліктері
- •§ 5. Молекула-кинетикалық теорияның және термодинамиканың физикалық негіздері
- •§ 7. Қаныққан булар және сұйықтар
- •§ 6. Нақты газдар
- •§ 8. Қатты денелер
- •Есептер шығаруда қажетті қосымшалар
- •III тарау электр және магнетизм электрлік және магниттік бірліктер
- •§ 9. Электростатика
- •§ 10. Электр тогы
- •§ 11. Электромагнетизм
- •IV тарау тербелістер және толқындар
- •§ 12. Гармониялық тербелмелі қозғалыс және толқындар
- •§ 13. Акустика
- •§ 14. Электромагниттік тербелістер және толқындар
- •Акустикалық бірліктер
- •V тарау оптика
- •§ 15. Геометриялық оптика және фотометрия
- •§ 16 Толқындық оптика
- •§ 17. Салыстырмалылық теорияның элементтері
- •§ 18. Жылулық сәуле шығару
- •Жарық бірліктері
- •VI тарау atom және atom ядросының физикасы радиоактивтік және иондаушы сәуле шығарудың бірліктері
- •§ 19. Жарықтың кванттық жаратылысы және бөлшектердің толқындық қасиеттері
- •§ 20. Бор атомы. Рентген сәулелері
- •§ 21. Радиоактивтік
- •§ 22. Ядролық реакциялар
- •§ 23. Элементар бөлшектер. Бөлшектерді үдетушілер
IV тарау тербелістер және толқындар
§ 12. Гармониялық тербелмелі қозғалыс және толқындар
Гармониялық тербелмелі қозғалыстың теңдеуінің түрі мынадай болады
![]()
мұндағы
х
—
нүктенің
тепе-теңдік қалыптан ығысуы, бұл әр
түрлі уақыт кезеңінде түрліше болады,
А — амплитуда, Т
—
период, φ — бастапқы
фаза,
- тербеліс
жиілігі,
-
бұрыштық
жиілік.
Тербеліс
жасайтын нүктенің жылдамдығы мынаған
тең:
![]()
ал
үдеуі
![]()
Массасы m нүктенің әсерінен гармониялық тербеліс жасайтын күш мынаған тең:
![]()
мұндағы
осыдан
.Осындағы
Т-
F=-kx
күштің
әсерінен тербеліс жасайтын
нүктенің
тербеліс периоды,
ал k
—
деформация коэффициенті, ол сан жағынан
бірге тең ығысу туғызатын күшке тең
болады.
Тербелген
нүктенің кинетикалық энергиясы
![]()
ал
потенциалық
энергиясы
![]()
Толық энергия
![]()
Гармониялық
тербелмелі
қозғалыстардың мысалы ретінде маятниктің
кішкене тербелісін алуға болады.
Математикалық
маятниктің тербелісінің периоды
![]()
мұндағы l— маятниктің ұзындығы, ал g — ауырлық күшінің үдеуі.
Бір
жаққа бағытталған периодтары бірдей
екі гармониялық тербелістерді қосқанда
периоды
сол қосылатын
тербелістердің периодындай гармониялық
тербеліс аламыз,
оның
амплитудасы
мынадай болады:
![]()
ал
оның
бастапқы фазасы мына теңдеу арқылы
табылады:
![]()
мұндағы А 1 мен А 2- қосылған тербелістердің амплитудалары, ал φ1 мен φ 2 — олардың бастапқы фазалары.
Периодтары бірдей өз ара перпендикуляр екі тербелістерді қосқанда, одан шыққан қорытқы қозғалыс траекториясының теңдеуі мына түрде болады:
![]()
Массасы материялық нүктеге F=- kx серпімді күштен басқа тағы да Fүйк = - rυ үйкеліс күші әсер етеді десек, онда мұндағы r — үйкеліс коэффициентін, ал υ — тербелетін нүктенің жылдамдығын көрсетеді, ол уақытта нүктенің тербелісі өшетін тербеліс болады.
Өшетін тербелмелі қозгалыстың теңдеуі мына түрде:
х=Ае -δt sin(ωt+φ),
ұндағы
δ
—
өшу
коэффициенті.
Бұл
жағдайда
және
,
мұндағы ω0
—
меншікті
тербелістің бұрыштық жиілігі. Шама
χ=δТ
тербеліс өшуінің логарифмдік декременті
деп аталады. Тербелісі
х1=Ае-δt
sin
ω0
t,
теңдеумен
берілген массасы m
материялық
нүктеге периодты сыртқы күш Ғ=Ғ0
sin
ωt
әсер
етеді
десек, онда нүктенің тербелісі мәжбүр
тербеліс болады
да, оның
теңдеуінің түрі мынадай болады:
х2=А
sin(ωt+φ),
мұндағы
және
![]()
Мәжбүр
тербелістің жиілігі ω меншікті тербелістің
жиілігімен ω0
және тербелістің өшу коэффициентімен
δ
мынадай
қатынаспен:
![]()
байланысты болғанда резонанс пайда болады.
Өшпейтін
тербеліс
сәуле деп
аталатын кейбір
бағытының бойымен с
жылдамдықпен
тараған уақыттағы, осы
сәуленің үстінде
тербеліс көзінен l
қашықтықта
жатқан
кез келген
нүктенің ығысуы мынадай
теңдеумен
көрсетіледі:
![]()
мұндағы
А – тербелетін нүктелердің амплитудасы,
λ- толқынның ұзындығы. Сонымен бірге
λ=c·T.
Сәуленің
үстінен сәуленің көзінен l1
және
l2
қашықтықтарда
жатқан екі нүктенің фазалар
айырмасы мынадай
Толқындардың
интерференциясы кезіндегі амплитуданың
максимумы төмендегі шарт орындалғанда
болады:
![]()
мұндағы
— сәулелер жолының айырмасы.
Амплитуданың
минимумы мынадай шарт орындалғанда
болады:![]()
