Tehnološki napredek se izvaja s preučevanjem fizikalnih pojavov, odkritij na kvantnem področju in drugih področjih. Hkrati se izumljajo nove naprave in naprave, s pomočjo katerih je mogoče izvajati različne študije in razlagati pojave mikrosveta. Eden od teh mehanizmov je harmonični oscilator, katerega princip so poznali celo predstavniki starodavnih civilizacij.
Naprava in njene vrste
Harmonični oscilator je mehanski sistem v gibanju, ki je opisan z linearno diferencialno enačbo s koeficienti konstantne vrednosti. Najpreprostejši primeri takšnih naprav so utež na vzmeti, nihalo, akustični sistemi, gibanje molekularnih delcev itd.
Pogojno je mogoče razlikovati naslednje vrste te naprave:
-
linearni harmonski oscilator Preprost harmonični oscilator - tukajsistem, ko ga odstranimo iz mirovanja, deluje pod silo F, ki jo lahko izrazimo s formulo F=-kx, kjer je k koeficient togosti tega sistema, x je premik. V tem primeru je F edina komponenta, ki vpliva na nihanja.
- Linearni harmonični oscilator - tukaj se gibanje odvija v eni ravnini vzdolž ravni poti. Ta sistem se imenuje tudi enodimenzionalen, nihanja se izvajajo pod delovanjem sile kvazielastične narave.
- Dušeni model - tukaj na sistem vpliva tudi sila trenja, ki je usmerjena proti gibanju in deluje sorazmerno s hitrostjo tega nihanja. V tem primeru je za proces dušenja običajno značilen parameter, ki nima dimenzije in se imenuje faktor kakovosti. Ta vrednost je lastnost sistema, ki določa razmerje med rezervo energije in njenimi izgubami v enem obdobju nihanja.
Uporaba naprave
Ta naprava se uporablja na različnih področjih, predvsem za preučevanje narave oscilatornih sistemov. Kvantni harmonski oscilator se uporablja za preučevanje obnašanja fotonskih elementov. Rezultati poskusov se lahko uporabljajo na različnih področjih. Tako so fiziki iz ameriškega inštituta ugotovili, da lahko atomi berilija, ki se nahajajo na precej velikih razdaljah drug od drugega, medsebojno delujejo na kvantni ravni. Hkrati je obnašanje teh delcev podobno telesom (kovinskim kroglicam) v makrokozmosu, ki se gibljejo v vrstnem redu naprej-nazaj, podobno kot pri harmoničnem oscilatorju. ioniberilij je kljub fizično velikim razdaljam izmenjal najmanjše enote energije (kvante). To odkritje omogoča pomemben napredek IT-tehnologije, hkrati pa zagotavlja novo rešitev v proizvodnji računalniške opreme in elektronike.
Harmonski oscilator se uporablja pri ocenjevanju glasbenih del. Ta metoda se imenuje spektroskopska preiskava. Hkrati je bilo ugotovljeno, da je najbolj stabilen sistem kompozicija štirih glasbenikov (kvartet). In sodobna dela so večinoma anharmonična.
