Негізгі жиілік пен табиғи жиілік
Табиғи жиілік пен негізгі жиілік - өте маңызды толқынға қатысты екі құбылыс. Бұл құбылыстар музыка, құрылыс технологиялары, апаттардың алдын алу, акустика және табиғи жүйені талдаудың көпшілігі сияқты салаларда үлкен маңызға ие. Мұндай салаларда озық болу үшін осы ұғымдарды нақты түсіну өте маңызды. Бұл мақалада біз іргелі жиілік пен табиғи жиіліктің не екенін, олардың анықтамаларын, қолданылуын, табиғи жиілік пен негізгі жиілікке байланысты құбылыстарды, олардың ұқсастықтарын және ең соңында табиғи жиілік пен негізгі жиіліктің арасындағы айырмашылықтарды талқылаймыз.
Табиғи жиілік дегеніміз не?
Әр жүйенің табиғи жиілік деп аталатын қасиеті бар. Жүйе аз ғана тербеліспен қамтамасыз етілсе, жүйе осы жиілікті ұстанады. Жүйенің табиғи жиілігі өте маңызды. Жер сілкінісі мен жел сияқты оқиғалар табиғи жиіліктегі құбылыстың өзі сияқты объектілерді бұзуы мүмкін. Жүйені осындай табиғи апаттардан қорғау үшін оның табиғи жиілігін түсіну және өлшеу өте маңызды. Табиғи жиілік резонанспен тікелей байланысты. Жүйеге (мысалы, маятникке) кішкене тербеліс берілгенде, ол тербеле бастайды. Оның тербеліс жиілігі жүйенің табиғи жиілігі болып табылады. Енді жүйеге қолданылатын периодты сыртқы күшті елестетіңіз. Бұл сыртқы күштің жиілігі жүйенің табиғи жиілігіне ұқсас болуы міндетті емес. Бұл күш жүйені күштің жиілігіне тербелуге тырысады. Бұл біркелкі емес үлгіні жасайды. Сыртқы күштен түсетін энергияның бір бөлігі жүйеге жұтылады. Енді жиіліктер бірдей болатын жағдайды қарастырайық. Бұл жағдайда маятник сыртқы күштен жұтылған максималды энергиямен еркін тербеледі. Бұл резонанс деп аталады. Ғимараттар, электронды және электрлік тізбектер, оптикалық жүйелер, дыбыстық жүйелер және тіпті биологиялық жүйелер сияқты жүйелердің табиғи жиіліктері бар. Олар жүйеге байланысты кедергі, тербеліс немесе суперпозиция түрінде болуы мүмкін.
Негізгі жиілік дегеніміз не?
Негізгі жиілік - тұрақты толқындарда талқыланатын ұғым. Қарама-қарсы бағытта қозғалатын екі бірдей толқынды елестетіңіз. Осы екі толқын кездескен кезде нәтиже тұрақты толқын деп аталады. +x бағытында таралатын толқынның теңдеуі y=A sin (ωt – kx), ал -x бағытында таралатын ұқсас толқынның теңдеуі у=A sin (ωt + kx). Суперпозиция принципі бойынша осы екеуінің қабаттасуынан алынған нәтиже толқын пішіні y=2A sin (kx) cos (ωt) болады. Бұл тұрақты толқынның теңдеуі. 'x' - бастапқы нүктеден қашықтық; берілген x мәні үшін 2A sin (kx) тұрақтыға айналады. Sin (kx) -1 мен +1 аралығында өзгереді. Сондықтан жүйенің максималды амплитудасы 2А құрайды. Негізгі жиілік жүйенің қасиеті болып табылады. Негізгі жиілікте жүйелердің екі ұшы тербелмейді және олар түйіндер деп аталады. Жүйенің орталығы максималды амплитудамен тербеледі және ол антитүйінді деп аталады.
Табиғи жиілік пен негізгі жиіліктің айырмашылығы неде?
• Табиғи жиілік тербелістерге қатысты қасиет, бірақ негізгі жиілік толқындарға қатысты қасиет.
• Әрбір жүйенің табиғи жиілігі бар, бірақ негізгі жиілік кейбір жүйелерде ғана болады.
• Негізгі жиілік үшін қарама-қарсы таралатын екі бірдей толқынның суперпозициясы қажет, бірақ табиғи жиілік үшін тек бір тербеліс қажет.
