Анемов Евгений Михайлович. Колебания и волны. Базовая терминология

Физика (КОЛЕБАНИЯ и ВОЛНЫ)

Ver. 24.01.2012

Настоящий справочник был подготовлен мной для внука. Надеюсь, что он будет полезен и для других школьников, учащихся, студентов. По моему скромному разумению, при изучении любого нового предмета важно знать все дефиниции (определения) используемых терминов для понимания самого предмета. Не претендую на авторство текстов статей (в большинстве случаев скомпилированных из одного или нескольких источников) или рисунков. Мое скромное участие ограничилось подборкой и систематизацией материала по разделу изучаемого предмета.

Примечание. Основой справочника послужили материалы статей 'Толкового физического словаря. Основные термины' ISBN 5-200-00233-8 и статьи Википедии.

Автогенератор - генератор колебаний с самовозбуждением. Если вместо двух реактивных накопителей энергии (LC-генераторов) используется один, то в системе возникают релаксационные (несинусоидальные) колебания

Акустооптика - раздел физики, изучающий взаимодействие электромагнитных волн со звуковыми волнами в твердых телах и жидкостях

Амплитуда колебаний - наибольшее отклонение от среднего значения величины, совершающей гармонические колебания

Анализатор - прибор, с помощью которого можно обнаружить положение плоскости колебаний поляризованной волны

Антенна - устройство для приема сигналов

Бел (В) в акустике - единица громкости звука (равен десятичному логарифму отношения мощности звука к некоторой начальной мощности, в качестве которой взят порог слышимости для человеческого уха, который составляет 10^-12 Вт/м²). На практике вместо него применяется величина, равная 0.1 бела - децибел (дБ), так как (1 бел) оказался слишком большой величиной.

Биения - периодические изменения амплитуды колебания, возникающие при наложении двух гармонических колебаний с близкими частотами (иначе - колебания, амплитуда которых периодически возрастает и убывает по закону косинуса; максимальная амплитуда образуется, когда фазы слагаемых колебаний совпадают; если колебания находятся в противофазе, то они взаимно гасят друг друга). Биения широко используются в радиотехнике

Две волны, имеющие слегка отличающиеся частоты, дают усиление, пока разность фаз невелика. По мере нарастания разности фаз результирующее смещение все уменьшается, но затем снова начинает нарастать по мере приближения разности фаз к 2п . Эти чередующиеся нарастания и убывания амплитуды и есть биения. Частота биений равна разности частот взаимодействующих гармонических колебаний.

Биения возникают вследствие того, что разность фаз между двумя колебаниями с различными частотами все время изменяется (оба колебания оказываются в какой-то момент времени в фазе, через некоторое время - в противофазе). Результат биений зависит в первую очередь от разности фаз между колебаниями, которая все время меняется от 0 до 2п). По мере сближения частот колебаний w₁ и w₂ частота биения уменьшается, исчезая при их равенстве (возникают 'нулевые' биения). Этим явлением широко пользуются при настройке музыкальных инструментов с помощью камертона и в радиотехнике (гетеродинный прием). При гетеродинном приеме если 2 гармонических колебания подать на нелинейный элемент - детектор, то получается гармоническое колебание с разностной частотой, которое много ниже частоты принимаемых колебаний, следовательно, при некоторых соотношениях частот она может восприниматься на слух. С помощью биений можно обнаружить чрезвычайно малые разности частот, поэтому метод биений широко применяют в разнообразных приборах для измерения частот, емкости, индуктивности и т.д.

Вектор волновой - вектор, направление которого перпендикулярно фазовому фронту бегущей волны, а абсолютное значение равно волновому числу (k = 2п/ƛ)

Вибратор - система, в которой могут возбуждаться колебания

Вибрация - механические колебания

Видеоимпульс - одиночный импульсный сигнал

Волна - это возмущение, распространяющееся с конечной скоростью в пространстве и несущее с собой энергию. Большинство волн - это колебания некоторой среды (вода, воздух, металлы). Вне этой среды волны данного типа не существуют (например, звук в вакууме не распространяется). Волны способны удаляться на значительные расстояния от места своего возникновения (их иногда называют 'колебанием, оторвавшимся от излучателя').

Независимо от природы волн перенос энергии волнами осуществляется без переноса вещества (последнее может возникнуть лишь как побочный эффект). Перенос энергии- принципиальное отличие волн от колебаний, в которых происходит лишь "местные" преобразования энергии.
-бегущая - волна, гребни и впадины которой перемещаются в среде, т.е. это распространение в пространстве волнового возмущения (обычно - давления), изменяющегося во времени и в пространстве (в бегущей волне происходит перенос энергии, но не происходит искажение профиля волны). В бегущей волне все точи совершают колебания с одинаковой амплитудой, но с запаздыванием по фазе (фаза колебания линейно зависит от расстояния, пройденного волной). Такая волна

отражается от неподвижной стены (более плотной среды) по законам упругого удара (гребень превращается во впадину и наоборот). Отражение от неподвижной стены происходит с потерей полуволны. Если же отражение происходит от менее плотной среды, например от воздуха, граничащего с водой (если волна распространяется в воде), то на такой границе частицы могут колебаться свободно (поэтому гребень при отражении остается гребнем, а впадина - впадиной). Отражение от менее плотной среды происходит без потери полуволны.

-вторичная- образование тени вокруг препятствия (рассеяние)
-звуковая- распространение в сплошной среде механических колебаний с малой амплитудой (звуковые волны - продольные)
-капиллярные - поверхностные волны с длиной волны порядка 1 см на поверхности жидкости (для волн с меньшей длиной волны преобладают силы поверхностного натяжения, а для более длинных - сила тяжести)
-когерентные - волны одинаковой частоты с постоянной разностью фаз; когерентность волн бывает временной и пространственной
-кольцевые - волны, возбуждаемые точечным источником (или линейным источником, расположенным перпендикулярно поверхности среды). Такая волна возникает, например, на поверхности жидкости при разрушении пузырьков пара на ее поверхности при кипении. При схлопывании пузырьков вся окружающая их жидкость устремляется внутрь пузырька, образуя кольцевую волну. Смыкаясь, эта волна создает кумулятивную струю, выбрасывая вверх столбик воды, от основания которого распространяется волна

Разрушение пузырька воздуха или пара на поверхности жидкости
Примечание. Процесс образования кольцевых волн подобен взрыву 'вакуумных' боеприпасов (бомб, снарядов)
-круговая - волна, распространяющаяся от места возбуждения по радиусам во всех направлениях (пример - волна на поверхности воды от брошенного камня)
-линейная - волна, распространяющаяся по прямой линии
-механические - бывают поперечными и продольными:

На верхнем виде - поперечная волна, на нижнем - продольная (обе они распространяются вправо), однако частицы среды на верхнем виде колеблются вверх-вниз, а на нижнем - влево-вправо
-монохроматическая - волна, генерируемая оптическими квантовыми генераторами (лазерами) и состоящая из колебаний одной частоты
-огибающая - получается в результате интерференции вторичных волн. Она совпадает с волной, наблюдаемой как исходная от источника
-опорная - (в голографии) - волна, падающая на регистрирующую среду непосредственно от источника света
-плоская - волна, имеющая плоский волновой фронт (у которой волновые повеpхности пpедставляют собой паpаллельные дpуг дpугу плоскости, пеpпендикуляpные фазовой скоpости волны). Следовательно, лучи плоской волны - это паpаллельные пpямые. Векторы E^→ и H^→ плоской гармонической элетромагнитной волны могут быть изображены диаграммой:

-поверхностная - волна, в которой движение частиц происходит по эллипсам волны в тонких пластинках (волна Рэлея). Образование поверхностных волн в жидкостях зависит как от силы тяжести, так и от сил поверхностного натяжения жидости. Роль поверхностного натяжения при данной амплитуде тем больше, чем короче длина волны
-поверхностная электромагнитная волна - волна, распространяющаяся вдоль некоторой поверхности и затухающая при удалении от нее
-поперечная- волна сдвига, в которой колебание частиц осуществляется попарно перпендикулярно направлению распространения волны (происходит сдвиг слоев относительно друг друга). Поперечная волна характеризуется двумя направлениями: волновым вектором и вектором амплитуды, всегда перпендикулярным к волновому вектору (в трехмерном пространстве имеется еще одна степень свободы - вращение вокруг волнового вектора). Такие волны образуются в твердых телах, а также на границе раздела двух разных сред с разной плотностью. Для распространения такой волны необходимо 'жесткое' расположение частиц среды, чтобы между ними могли возникать силы упругости. Поперечные волны легко получить при колебании шнура, закрепленном с одного конца. Электрические и световые волны также являются поперечными. Скорость поперечных волн примерно в 1.5 раза меньше скорости продольных волн.
Примеры:
● поперечной волны в сетке , состоящей из шариков, скрепленных пружинками(колебания масс происходят перпендикулярно направлению распространения волны):

● наложения продольной и поперечной волн равной амплитуды, сдвинутых по фазе на 90 градусов (в результате каждая масса совершает круговые движения):

-предметная (или отраженная) в голографии - волна, падающая на регистрирующую среду после ее отражения предметом, освещаемым источником света
-продольная (волна сжатия) - периодические сгущения и разрежения среды (в такой волне колебание частиц осуществляется вдоль направлении распространения волны: участки тела испытывают сжатие и растяжение, т.е. меняют свой объем, поэтому такие волны могут существовать в любых телах - твердых, жидких, газообразных). Продольные волны можно получить также на длинной спиральной пружине. Продольную волну можно получить при ударе молотком в торец металлического прутка или рельса. В продольной волне не наблюдается поляризация. Скорость продольных волн примерно в 1.5 раза больше скорости поперечных волн. Пример продольной волны в сетке, состоящей из шариков, скрепленных пружинками (колебания масс происходят вдоль направления распространения волны):

-прямая - волна, падающая на объект наблюдения
-прямолинейная - волна, возбуждаемая протяженным линейным источником, расположенным параллельно поверхности среды (например, воды)
-растяжения - волна, возникающая как реакция на волну сжатия (синего цвета) при ее отражении (http://www.soprotmat.ru/muzei22.htm).

Например, если ударить молотком в торец металлического прутка, вдоль него 'побежит' волна сжатия (синий цвет). Отраженная волна 'побежит' в другую сторону, но она уже будет волной растяжения (красного цвета)
-сейсмические-упругие волны,распространяющиеся в земной коре
-синусоидальная- распространение в среде гармонических колебаний какой-либо физической величины, происходящее со строго определенной частотой
-стоячая - является частным случаем бегущей волны с фазовой скоростью равной нулю. Стоячая волна не переносит энергию. Она возникает при сложении (интерференции) двух одинаковых встречных когерентных волн: бегущей (прямой) и отраженной (обратной). Когерентность этих волн представляет собой части одной и той же волны (все частицы в стоячей волне колеблются одновременно, но с разными амплитудами). Практически такая волна возникает при отражении от более плотной среды (преград и неоднородностей) в результате наложения отраженной волны на прямую. Стоячая волна на шнуре возникает не на любой частоте. Если длина шнура равна (l), а скорость волны в нем равна (V), то собственную частоту волны можно определить по формуле: v = m(^V/_2l), где (m = 1, 2, 3,...).

В месте отражения (у твердого препятствия) всегда образуется узел смещений (в котором никогда нет колебаний) и пучность смещения (существуют колебания с частотой 'w' и амплитудой 'А'). Расстояние между двумя соседними узлами равно половине длины волны, а узлы и пучности смещений располагаются на расстояниях четверти длины волны.
При отражении от менее плотной среды в месте отражения образуются участки наиболее интенсивного движения - пучности смещения (они расположены посреди между узлами смещения).

Примером стоячих волн могут служить колебания струн.

-сферическая - волна, имеющая сферический волновой фронт (поверхностью фаз является сфера). Амплитуда сферической волны зависит от расстояния от источника. Она возникает в воздухе вокруг маленького изотропного источника звука (например, вокруг маленького колокольчика)
-ударная - упругая волна с большой амплитудой (область, внутри которой давление резко повышено по сравнению с давлением в соседних областях)
-упругая (звуковая волна) - волны, распространяющиеся в жидких, твердых и газообразных средах за счет действия упругих сил. Упругие поперечные волны могут распространяться только в твердых телах. В зависимости от частоты различают инфразвуковые, звуковые и ультразвуковые упругие волны
-цилиндрическая - волна, имеющая цилиндрический волновой фронт
-электромагнитная - распространение в пространстве изменений электромагнитного поля (обычно в виде колебаний векторов напряженностей электрического (Э) и магнитного (М) полей), перпендикулярно как друг другу, так и направлению распространения

Волновая поверхность (фронт волны) - поверхность, на которой в данный момент фазы колебаний, создаваемых волной, имеют одинаковые значения (поверхность, все точки которой имеют одинаковую фазу, т.е. поверхность, в каждую точку которой волны приходят в одно и то же время)

Волновое возмущение - можно рассматривать как результат интерференции элементарных вторичных волн, излучаемых каждым элементом некоторой волновой поверхности

Волновой пакет - пакет, образованный группой волн (но не монохроматической волны!). Поскольку электромагнитная энергия сосредоточена в этом пакете, то групповая скорость стала интерпретироваться как скорость переноса энергии

Волновод - металлические трубы, предназначенные для передачи радиоволн (у волновода отсутствут внутренний провод, присутствующий в фидере). У волновода электромагнитное поле заключено внутри трубы, поэтому потери на излучение отсутствуют. Длина волны в волноводе всегда больше длины волны в свободном пространстве (результирующая фазовая скорость распространения радиоволн в волноводе больше скорости света)

Волновое сопротивление - равно отношению напряжения в падающей волне к току в ней (оно не зависит от частоты волны или ее координаты)

Волновое число - величина, обратная длине волны излучения в вакууме. Оно определяет изменение запаздывания колебаний по фазе на единицу длины

Волномер - прибор для измерения частоты или длины волны высокочастотных электромагнитных волн

Волны Маха - волны, возникающие при движении тел со скоростями, превышающими фазовую скорость упругих волн в данной среде (сверхзвуковые самолеты и снаряды генерируют ударные волны)

Волны нормальные (собственные волны) - бегущие гармонические волны в линейной динамической системе с постоянными параметрами, в которой можно пренебречь поглощением и рассеянием энергии.

Волны поверхностные акустические (ПАВ)- акустические волны, распространяющиеся вдоль свободной поверхности твердого тела или вдоль границы твердого тела с другими средами (затухающие при удалении от границ сред). Известны два класса таких волн: с вертикальной поляризацией (вектор смещения среды в волне и направление распространения волны лежат в плоскости, перпендикулярной к граничной поверхности) и с горизонтальной поляризацией (вектор смещения среды параллелен плоскости границы и перпендикулярен направлению распространения волны).

Время задержки - время между моментами возникновения и приема сигнала

Время реверберации - время, в течение которого объемная плотность энергии звуковых волн в закрытом помещении уменьшается после прекращения действия источника звука в 10⁶ раз

Высота звука - качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее от частоты звука. Музыкальные звуки одной и той же длительности четко количественно характеризуется высотой - восприятием на слух частоты основного тона, - и качественно различаются тембром, определяемым обертонами.

Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны менее 10^-10 м

Гармоника колебаний - одна из собственных частот колебательной системы (иначе - множество тонов кратных частот и разной амплитуды). Первые 6 таких гармоник показаны на ниже.

Последовательность нот с частотами f, 2f, 3f и т.д. называется гармонической последовательностью, и она показана в нотной записи. Отметим, что 7-ая гармоника попадает на середину между А6 и А#6

Нотная запись гармонической серии от базового тона флейты
Все нарисованные выше стоячие волны являются cинусоидальными (это предельно чистый тон)

Генератор колебаний - устройство (аппарат, машина) вырабатывающее сигнал (в произвольной энергетической форме) с определенными математическими свойствами (генератор синусоидальных колебаний, генератор импульсов, генератор случайной величины и т. д.).

Генерирование электрических колебаний - процесс преобразования различных видов энергии в энергию электрических колебаний

Герц - единица частоты (производные единицы: килогерц, мегагерц), равная одному колебанию в секунду

Гидроакустика - раздел акустики, изучающий распространение звуковых волн в жидкостях

Гидролокатор - прибор для определения положения подводных объектов при помощи звуковых сигналов

Гиперзвук - СВЧ упругие волны(с частотой свыше 10⁹ герц)

Глубина модуляции (при амплитудной модуляции) - отношение разности наибольшей и наименьшей амплитуд колебаний к их сумме

Голограмма - интерференционная картина, возникающая в результате наложения предметной и опорной волн и зафиксированная в фотоматериале

Громкость звука - субъективная характеристика звука, зависящяя от его интенсивности и частоты. Человеческое ухо наиболее чувствительно к звукам в диапазоне от 450 Гц до 5 кГц (они кажутся нам громче остальных при той же интенсивности, и именно в этом диапазоне, расширенном до нижнего порога слышимости, находятся все музыкальные звуки).
Некоторые данные по громкости звука (дБ):
- порог слышимости* - 0
- тиканье наручных часов - 10
- шепот - 20
- звук настенных часов - 30
- приглушенный разговор - 40
- тихая улица - 50
- шумная улица - 70
- опасный для здоровья уровень - 80
- пневматический молоток - 90
*Нулевой уровень громкости соответствует звуковому давлению 20 мкПа и интенсивности звука 10^-12 Вт/м²

Девиация (при частотной модуляции) - отклонение частоты колебаний от среднего значения

Декремент затухания (логарифмический) - характеристика затухания, равная натуральному логарифму отношения двух следующих друг за другом максимальных отклонений колеблющейся величины в одну и ту же сторону

Демодуляция (детектирование) - выделение низкочастотных (звуковых) колебаний из модулированных колебаний высокой частоты (он является обратным процессу модуляции колебаний). Широко применяется в радио- и телевизионной технике

Детектор - прибор, осуществляющий детектирование (т.е. получение из переменного э.тока пульсирующего тока одного направления) (1 Децибел = 0.1 бел)

Дискриминатор амплитудный - устройство, автоматически выделяющее электричесике сигналы, амплитуда которых превышает заданное значение

Дисперсия:
-волн - явление изменения фазовой скорости синусоидальных волн в средах в зависимости от их частоты. Все без исключения среды обладают дисперсионными свойствами
-звука - зависимость фазовой скорости синусоидальных звуковых волн от их частоты

Диссонанс - нестройность, нестройное звучание

Дифракция волн - отклонение волн от прямолинейного распространения при прохождении мимо края препятствия (т.е. проникновение волны в область геометричесой тени). Плоская волна возбуждает у краев препятствия элементарные волны, сходящиеся позади препятствия.

При прохождении волны через очень узкую щель, за ней получаются дифракционные полосы.

Здесь интерферируют отдельные лучи, проходящие через щель. В зависимости от наклона лучей к оси симметрии получаются неодинаковые разности хода, следовательно, попеременно светлые и темные полосы. Лучи, идущие перпендикулярно к щели, не дадут разности хода. Наклонный пучок дает разность хода. Если его можно разбить на 2,4.. группы, так что разность крайних лучей двух соседних пучков (например, 'А' и 'd') равна 'ƛ/2', то действия групп попарно уничтожатся и в данном направлении получится темнота. Если же такое разбивание возможно на 3,5... групп, то действие четного числа групп уничтожится, но действие одной группы останется.

На экране получатся чередующиеся светлые и темные полосы, причем яркость полос убывает по мере удаления от оптической оси линзы.

Определение длины волны по известной ширине щели
Пусть в направлении (a) получается первая темная полоса. Тогда разность хода между крайними лучами всего пучка равна (λ):

Но из треугольника АВС получаем: sin a = (λ / 2)
следовательно, λ = d*sin а

Длина волны - расстояние между ближайшими точками пространства, в которых колебания имеют одинаковую фазу (находятся в одинаковом состоянии) или иначе - расстояние, на которое смещается поверхность равной фазы волны за один период колебаний. Длина волны (ƛ) соответствует одному периоду 'Т'

Добротность колебательной системы - отношение энергии, запасенной в колебательной системе, к энергии, теряемой ею за один период колебания

Единица абсолютной шкалы громкости - сон. Громкость в (1 сон) - это громкость непрерывного чистого синусоидального тона частотой (1000 Гц), создающего звуковое давление (2мПа или уровнем 40 дБ). Звук громкостью в (2 сона) будет в 2 раза громче звука в (1 сон).

Затухание колебаний - уменьшение амплитуды свободных колебаний системы с течением времени

Звук - упругие волны, распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле - субъективное восприятие этих колебаний специальным органом чувств человека и животных. Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и частотой. Считается, что человек слышит звуки в диапазоне частот от 16 Гц до 25 000 Гц. Звуки классифицируются по частоте на:
-инфразвуки (с частотой ниже 16 Гц) - (киты, слоны)
-ультразвуки (с частотами свыше 25000 Гц до 1 ГГц) (летучие мыши, дельфины)
-гиперзвуки (с частотами от 1 ГГц до 10 ТГц) (шумовые гранаты)

Излучатель - физическая система, генерирующая излучение

Излучение - распространяющиеся в пространстве волны любой природы.
-инфракрасное излучение - электромагнитное излучение с длиной волн в интервале 1.0*10^-4 - 7.6*10^-7 м
-ультрафиолетовое - электромагнитное излучение с длиной волн в интервале 4*10^-7 - 5*10^-8 м
-ионизирующее - электромагнитное излучение, взаимодействие которого со средой приводит к ионизации атомов и молекул среды
-когерентное - электромагнитное излучение, колебания в котором имеют постоянную разность фаз, не зависящую от времени
-монохроматическое - излучение, которое с достаточным приближением может быть охарактеризовано одним значением частоты, длины волны или волнового числа

Изохронизм (для малых колебаний) - независимость периода колебаний от амплитуды

Изохронность - независимость периода собственных колебаний колебательной системы от амплитуды колебаний

Импульс - кратковременный сигнал. Волновой импульс - распространяющееся в пространстве в виде волны однократное или групповое возмущение среды (пример - цунами)

Интенсивность:
-излучения - отношение величины плотности потока энергии данного излучения, проходящего внутри некоторого телесного угла, к этому телесному углу
-излучения волны - равна энергии, переносимой волной через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны, за (1 с). Измеряется в (Вт/[c]м²)

Интервал - всякое соотношение двух звуков по высоте (точнее - по частоте основного тона) в музыке и акустике. Если звуки взяты одновременно (созвучие), то интервал называется гармоническим, а если последовательно - то мелодическим (при этом более высокий звук называется вершиной, а более низкий - основанием).

Интерференция волн - явление наложения волн, при котором происходит их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление - в других. Интерферировать могут только волны, в которых колебания совершаются вдоль одного и того же направления. Результат интерференции зависит от разности фаз накладывающихся волн. Две волны одинаковой частоты (длины) и одинаковой фазы (нулевой сдвиг между ними) дают результирующую волну той же частоты, но удвоенной амплитуды. Интерференционная картина возникает только при сложении когерентных световых волн.

Две волны равной частоты (длины), но имеющие разность фаз "п" (180^o)(т.е. с разностью хода λ / ₂), гасят друг друга, если их амплитуды одинаковы.

Примеры интерференции волн:

Интерференция бывает стационарной и нестационарной. Стационарную интерференционную картину могут давать только когерентные волны (например, две сферические волны на поверхности воды, распространяющиеся от двух когерентных точечных источников, при интерференции образуют результирующую волну; фронтом результирующей волны будет сфера). Энергия результирующей волны равна сумме энергий интерферирующих волн; на этом свойстве основан прибор - интерферометр. Две волны, линейно поляризованные под прямым углом друг к другу, не интерферируют

Источник точечный - излучает сферические волны, плоский источник - плоские, нить - цилиндрические и т.д.

Волны и возбуждающие их источники называют когерентными, если разность фаз генерируемых волн не зависит от времени. Реальные источники не могут быть когерентными.

Когерентность - согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Когерентность выражается в постоянстве или закономерной связи между фазами, частотами, поляризациями и амплитудами этих волн.

Взаимная когерентность пучков - постоянство разности фаз колебаний обеих волн в данной точке пространства в любой момент времени.

Когерентность временнáя (или продольная) - определяется временным промежутком, в пределах которого разность фаз колебания в некоторой точке, взятая в любые два момента времени, была постоянна. Это означает, что для того, чтобы свет обладал временной когерентностью, он должен состоять из волн одной строго определенной длины (одного цвета), т.е. быть монохроматичным

Время когерентности - интервал времени, в течениe которого фаза колебаний остается приблизительно постоянной (иначе - это время, за которое свет проходит длину когерентности).

Длина когерентности - максимальное расстояние, на которое в интерференционных устройствах можно развести волны, формируемые из данной волны с частичной временной когерентностью, чтобы еще наблюдалась интерференционная картина (иначе - максимальная разность хода, допустимая для наблюдения интерференции или расстояние, на которое перемещается плоская волна за время когерентности). Длина когерентности лазерного излучения с высокой временной когерентностью может составлять десятки - сотни метров. Длина когерентности определяет размер области экрана, на которой наблюдается интерференционная картина

Объем когерентности - объем пространства, внутри которого колебания светового поля волны являются согласованными, т.е. в котором может быть помещен объект съемки, и в котором, как ожидается, можно будет записать голограмму. Он является интегральной характеристикой когерентности света и определяется разностью оптических путей объектного и опорного пучков.

Площадь когерентности - площадь на плоскости, нормальной направлению на источник, ограниченная кривой, в пределах кoтрой степень взаимной корреляции между любыми двумя точками не падает ниже некоторой заданной величины.

Когерентность пространственная (или поперечная) - определяется расстоянием на плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, в пределах которого разность фаз колебания, взятая в любых двух точках, постоянна (или иначе - состояние, при котором световые волны, проходящие через пространство, не обязательно совпадают по частоте, но совпадают по фазе, т.е. разность фаз для них остается постоянной в разных точках волновой поверхности)

Колебания - процессы, отличающиеся повторяемостью через равные промежутки времени. Таким свойством повторяемости обладают качания маятника часов, колебания струны или ножек камертона, напряжение между обкладками конденсатора в колебательном контуре радиоприемника и т.п. В зависимости от физической природы повторяющегося процесса, различают колебания: механические, электромагнитные, элетромеханические и т.д.
Колебания частиц среды, в которой распространяется волна, являются вынужденными, поэтому их период равен периоду колебаний возбудителя волны. Ниже приведен пример колебания масс в сетке, моделирующие движение молекул в волне на поверхности жидкости (каждая масса движется по окружности, радиус которой убывает с расстоянием от поверхности, но массы внизу сетки находятся в покое):

-апериодические - колебания, при которых состояние колебательной системы не повторяется через равные промежутки времени
-вынужденные - колебания, возникающие в какой-либо системе под влиянием внешней гармонической силы (при приближении частоты действия силы к частоте внутренних колебаний системы возникает резонанс колебаний). Частота вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы.
-гармонические (то же, что простые)- колебания, при которых изменение состояния происходит по закону синуса или косинуса (они являются частным случаем периодического колебания)
-затухающие - колебания, энергия которых уменьшается с течением времени
-когерентные - два или более гармонических колебания, происходящие с одинаковой частотой и постоянной во времени разностью фаз
-крутильные - колебания упругой системы, выражающиеся в периодически меняющейся деформации кручения отдельных ее элементов (пример: крутильные весы)
-механические - примеры: колебания закрепленной одним концом линейки, груза на пружине и др.
-модулированные - колебания, в которых амплитуда, частота или фаза колебаний изменяются по определенному закону с частотой меньшей, чем частота колебаний
-незатухающие - колебания, энергия которых не меняется со временем
-параметрические - колебания, возбуждаемые путем периодического изменения параметров колебательной системы
-периодические - колебания, при которых состояние колебатательной системы повторяется через равные промежутки времени
-простые - см. гармонические
-релаксационные - колебания, которые имеют явно выявленную несинусоидальную форму [источники релаксационных колебаний первого типа генерируют колебания несинусоидальной формы непосредственно, а у источников релаксационных колебаний второго типа (генераторов-преобразователей) синусоидальное напряжение преобразовывается в напряжение несинусоидальной формы]
-свободные (или собственные)-колебания,возникающие в системе при внешнем воздействии, сводящемуся лишь к начальному отклонению системы от состояния устойчивого равновесия
-связанные - демонстрируются связанными маятниками (энергия передается от первого маятника ко второму и назад, в результате амплитуда колебаний каждого из маятников периодически изменяется):

-синхронные - гармонические колебания, имеющие одинаковые частоты
-синфазные - колебания с одинаковой разностью фаз между ними в любой момент времени
-ультразвуковые (пример: летучая мышь)
-упругие - колебания струн, тросов
-электрические - колебания в цепях переменного тока, создаваемые электрическими генераторами
-электромагнитные - взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, составляющих единое электромагнитное поле

Контур колебательный - элетрическая цепь, содержащая последовательно/параллельно соединенные катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (напряжения).

Пусть конденсатор емкостью 'C' заряжен до напряжения 'U_o'. Энергия, запасенная в конденсаторе составляет 'E_c= CU_o²/₂'. При соединении конденсатора с катушкой в цепи потечет ток 'I', что вызовет в катушке индуктивности электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции, направленную на уменьшение тока в цепи.
Ток, вызванный этой ЭДС (при отсутствии потерь в индуктивности) в начальный момент будет равен току разряда конденсатора, то есть результирующий ток будет равен нулю. Магнитная энергия катушки в этот (начальный) момент равна нулю. Затем результирующий ток в цепи будет возрастать, а энергия из конденсатора будет переходить в катушку до полного разряда конденсатора.
В этот момент электрическая энергия колебательного контура. Магнитная же энергия, сосредоточенная в катушке, напротив, масимальна и равна 'E_L=LI_o²/₂' (где 'L' - индуктивность катушки, 'I_o' - максимальное значение тока). После этого начнется перезарядка конденсатора, то есть заряд конденсатора напряжением другой полярности. Перезарядка будет проходить до тех пор, пока магнитная энергия катушки, не перейдет в электрическую энергию конденсатора. Конденсатор, в этом случае, снова будет заряжен до напряжения 'U_o'. В результате в цепи возникают колебания, длительность которых будет обратно пропорциональна потерям энергии в контуре.

Консонанс - согласное звучание

Коэффициент:
-бегущей волны- величина, обратная коэффициенту стоячей волны
-заполнения импульсов - величина, обратная скважности
-модуляции - отношение амплитуды модулирующего сигнала к амплитуде модулируемых колебаний при амплитудной модуляции
-отражения - отношение интенсивности отраженной и падающей волн
-поглощения - величина, обратная расстоянию, на котором поток монохроматического излучения из-за поглощения в веществе ослабляется в "е" раз
-пропускания - отношение интенсивности прошедшей через препятствие и падающей волн
-стоячей волны - величина, характеризующая распространение электромагнитной волны в линии передачи и равная отношению напряженностей поля волны в ее пучности и узле

Контур колебательный - электрическая цепь, состоящая из резистора и последовательно (параллельно) соединенных конденсатора и катушки индуктивности

Лазер - квантовый генератор, испускающий электромагнитные волны вследствие вынужденного излучения активной среды, находящейся в оптическом резонаторе

Линия передачи - многопроводная система из параллельных проводников, вдоль которых могут распространяться электромагнитные волны

Линза акустическая - устройство для фокусировки звуковых волн

Луч - линия направления переноса энергии (в однородной среде луч - прямая линия, перпендикулярная фронту волны)

Магнетрон - электронный прибор для генерации СВЧ электромагнитных колебаний (широко применяется в гидро- и радиолокаторах, в микроволновых кухонных печах). Затягивание частоты магнетрона - изменение частоты генерируемых колебаний вследствие изменения реактивной составляющей нагрузки. Оно характеризуется степенью затягивания частоты (определяется величиной максимального изменения рабочей частоты магнетрона при изменении на 360^o фазы волны, отражённой от нагрузки с коэффициентом стоячей волны по напряжению, равным 1.5).

Маятник(и):
-баллистический - используется для определения скорости полета быстродвижущихся предметов (например, по амплитуде колебаний баллистического маятника после столкновения с пулей определяют ее скорость полета)
-крутильный - механическая система, представляющая собой тело, подвешенное в поле тяжести на тонкой нити и обладающее лишь одной степенью свободы: вращением вокруг оси, задаваемой неподвижной нитью. Если при повороте тела в нити возникает момент сил, пропорциональный углу поворота, то тело будет вращаться по гармоническому закону с периодом 'T = 2п*(I/K)^1/2' (где I - момент инерции тела, K- вращательный коэффициент жесткости маятника). Крутильный маятник представляет собой очень чувствительный механический прибор (позволяет обнаружить даже гравитационное взаимодействие массивных тел - опыт Кавендиша)
-математический-механическая система,состоящая из материальной точки, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити (или на невесомом стержне в поле тяжести). Период малых колебаний математического маятника длины (l) в поле тяжести с ускорением свободного падения (g) равен T = 2п(l/g)^1/2 и не зависит от амплитуды и массы маятника. Плоский математический маятник со стержнем - система с одной степенью свободы. Если же стержень заменить на нерастяжимую нить, то это система с двумя степенями свободы со связью.
-пружинный - тело, совершающее прямолинейные колебания под действием упругой силы пружины
-связанные - пример (могут колебаться в фазе, в противофазе и с произвольным сдвигом фаз):

-физический - твердое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела (или оси, не проходящей через центр масс этого тела). Одной из характеристик физического маятника является приведенная длина - условная характеристика, численно равная длине математического маятника, период которого равен периоду данного физического маятника. Приведенная длина вычисляется по формуле: l = I/m*a (где 'I' - момент инерции относительно точки подвеса, 'm' - масса, 'a' - расстояние от точки подвеса до центра масс). Период колебаний физического маятника равен: 'T = 2п(I/mga)^1/2' (где 'I' - момент инерции относительно точки подвеса, 'm'- суммарная масса маятника или составляющих, 'a' - расстояние от центра подвеса до центра масс). Если известна приведенная длина маятника, то период колебаний физического маятника будет равен периоду колебаний математического маятника.

Микроволны - электромагнитные волны 'мм', 'см' и 'дм' диапазонов

Модулятор- устройство для принудительного изменения во времени параметров, характеризующих какой-то регулярный физический процесс

Модуляция - медленное (по сравнению с периодом колебаний) изменение какого-либо из параметров, характеризующих колебание
-амплитудная - модуляция колебаний, при которой происходит изменение их амплитуды
-фазовая - модуляция колебаний, при которой происходит изменение их фазы
-относительная фазовая - модуляция, не связанная с начальной фазой несущего сигнала
-частотная - модуляция колебаний, при которой происходит изменение их частоты
-комбинированная - использование в одной и той же волне нескольких видов модуляции (например, относительно-фазовая, фазочастотная и др.)

Мощность излучения - отношение количества энергии излучения, испущенного каким-либо источником, к промежутку времени, в течение которого длилось излучение

Мультивибратор - генератор электрических релаксационных колебаний различного типа

Направление распространения волны - нормаль к фронту волны (линии, перпендикулярные к гребням и впадинам волны)

Направление поляризации - принято считать направление электрической составляющей (Е) электромагнитной волны. В частности, пучок солнечного света не поляризован, так как направление поляризации в нем постоянно меняется. Если поставить два поляризационных фильтра так, чтобы направления поляризации у них были перпендикулярны, то свет через них проходить не будет: сначала световая волна поляризуется первой пластинкой, становясь плоской, а после этого свет уже не проходит через вторую пластинку, которая поляризует его перпендикулярно плоскости волны.

Непер - единица натурального логарифма отношения двух одноименных физических величин (при десятичном логарифме отношений - бел)

Обертоны - высшие гармонические тоны, сопровождающие основной тон и обусловливающие собой так называется 'оттенок' или 'тембр' звука. На струнных музыкальных инструментах можно выделить определенные обертоны путем касания пальцем струны в точке покоя этой гармоники (такой прием называется 'флажолет'). Если отношение частот рациональное (отношение частот двух колебаний равно рациональному числу), возникает резонанс

Отражение:
-волн - явление, при котором падающая на поверхность раздела двух сред волна распространяется от границы в той же среде, в которой она первоначально распространялась
-волн избирательное - изменение спектрального состава света после отражения от поверхности тела в зависимости от длины волны
-полное внутреннее - отражение волн от поверхности раздела двух прозрачных сред, при котором преломленная волна полностью отсутствует (явление используется в оптоэлектронике - оптоволоконные системы передачи данных)

Период:
-волны - период колебаний физической величины, распространяющейся в виде волны, происходящих в какой-либо точке пространства, через которую проходит волна
-колебаний - наименьший промежуток времени, через который значения колеблющейся величины начинают повторяться

Плоскость колебаний - плосость, в которой колеблется электрический вектор (Е) электромагнитной волны.

Плоскость поляризации - плоскость, проходящая через направление поляризации и направление распространения волны [иначе - плоскость, в которой происходят колебания магнитного вектора (Н) электромагнитной волны].

Поверхность волновая (иначе - фронт волны) - поверхность, на которой фазы колебаний, создаваемых волной в данный момент, имеют одинаковые значения (иначе - геометрическое место точек, колеблющихся в одной и той же фазе). Волновую поверхность можно провести через любую точку пространства, охваченного волновым процессом, поэтому волновых поверхностей существует бесконечное множество (волновой фронт в каждый момент времени только один). Волновые поверхности остаются неподвижными. Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейших случаях они имеют форму плоскости или сферы (волна в этих случаях называется плоской или сферической соответственно). В плоской волне волновые поверхности представляют собой множество параллельных друг другу плоскостей, в сферической волне - множество концентрических сфер.

Поглощение волн - превращение энергии волн в другие виды энергии в результате взаимодействия волны со средой, в которой она распространяется

Полосы интерференционные - система пучностей и впадин, наблюдаемых при интерференции волн

Полуволна - фрагмент синусоиды

Поляризация волн - явление нарушения симметрии распределения возмущений в поперечной волне (например, напряженностей электрического и магнитного полей в электромагнитных волнах относительно направления ее распространения). В продольной волне поляризация возникнуть не может, т.к. распространение возмущения в этом типе волн всегда совпадает с направлением их распространения.
Причиной возникновения поляризации волн может быть:
а) несимметричная генерация волн в источнике возмущения;
б) анизотропность среды распространения волн;
в) преломление и отражение волн на границе двух сред.
Основными являются два вида поляризации:
● линейная - колебания возмущения происходит в какой-то одной плоскости. В таком случае говорят о 'плоско поляризованной волне'; у линейно (или плоско) поляризованной волны направления колебаний векторов (Е) и (Н) строго фиксированы
● круговая - конец вектора амплитуды описывает окружность в плоскости колебаний. В зависимости от направления вращения вектора круговая поляризация может быть 'правой' или 'левой'. На основе этих двух формируются более сложные виды поляризации, например, эллиптическая.

Эллиптическая поляризация

Порог слышимости - минимальная интенсивность звуковой волны, при которой возникает слуховое ощущение

Преломление волн - изменение направления распространения волны при переходе ее из одной среды в другую

Пучность стоячей волны - точка пространства, в которой амплитуда стоячей волны имеет максимальное значение (область, колеблющаяся с максимальной амплитудой). Расстояние между двумя соседними пучностями равно половине длины волны

Радиоволны - электромагнитные волны с длиной 5*10^-5 - 10¹⁰ м, применяемые для передачи сигналов на расстояния без помощи проводов

Радиоимпульс - цуг высокочастотных электромагнитных волн конечной длительности

Радиокомпас - самолетный радиопеленгатор для автоматического определения направления на наземные передающие радиостанции (широковещательные и радиомаяки)

Радиолокация - совокупность методов обнаружения и измерения положений удаленных объектов, а также распознавания их формы с помощью радиоволн (радиолокатор)

Радиомаяк- передающая радиостанция, излучающая радиосигналы, используемые для определения координат и направления движения различных объектов (в основном, самолетов и судов)

Радиометр - прибор для измерения энергии элетромагнитного излучения, действие которого основано на тепловом действии этого излучения

Радионавигация - пример

Радиопеленгация - пример

Радиотень - пример

Рассеиватель - вещество, рассеивающее электромагнитное или корпускулярное излучение.

Рассеяние волн - явление возникновения вторичных волн в направлениях, не совпадающих с направлением распространения падающей волны и некогерентных с этой волной

Реверберация - процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после окончания действия его источника

Резонанс - явление резкого нарастания амплитуды вынужденных колебаний системы при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебаний системы
-напряжений - резонанс в электрической цепи при последовательном соединении катушки индуктивности и электрического конденсатора
-токов - резонанс в электрической цепи при параллельном соединении катушки индуктивности и электрического конденсатора

Резонатор - колебательная система, способная совершать колебания с максимальной амплитудой при воздействии внешней силы определенной частоты. Объемный резонатор - замкнутая полость с электропроводящими стенками, внутри которой могут существовать свободные электромагнитные колебания (например, как в магнетроне микроволновой печи)

Релаксационные колебания - колебания, имеющие явно несинусоидальную форму

Рефлектор (отражатель) - устройство для отражения волн определенной длины (частоты). Аналог - обычное зеркало (оно отражает волны всех частот)

Рефракция звука - изменение направления лучей в неоднородной среде, скорость звука в которой зависит от координат

Самовозбуждение колебаний - самопроизвольное возникновение колебаний в колебательной системе в результате флуктуаций

Сдвиг фаз - несовпадение во времени одинаковых фаз двух периодически изменяющихся величин

Сила звука - отношение мощности, переносимой акустической волной через площадку, перпендикулярную направлению ее распространения, к площади этой площадки (пример шумовая граната против террористов)

Синхронизация колебаний - установление и поддержание такого режима колебаний двух или нескольких связанных систем, при котором их частоты равны, кратны или находятся в рациональном отношении друг с другом

Синхронность - протекание во времени двух или более процессов с неизменным сдвигом фаз одинаковых или соответствующих элементов этих процессов

Скважность - отношение периода повторения импульсного сигнала (T) к длительности одиночного импульсного сигнала (τ)

Скин-эффект - ослабление высокочастотного элетромагнитного поля по мере проникновения вглубь проводника, приводящее к тому, что переменный ток идет преимущественно в поверхностном слое проводника

Скорость волны - физическая величина, равная отношению длины волны (λ) к периоду колебаний ее частиц (T): v = λ / T (cкорость распространения волн в различных средах различна). Например, звуковая волна, переходящая из воды в воздух, уменьшает свою скорость в 4-5 раз (соответственно длина этой волны в воздухе возрастает в такое же число раз)
-групповая - скорость распространения одной из величин (см. дополнительно http://old.college.ru/WaveOptics/content/chapter1/section6/paragraph1/theory.html):
- центра волновой группы
- точки с максимальным значением амплитуды (В)
- переднего фронта волновой группы (точка А)
- огибающей (или модулирующей волны).

Расплывание волнового пакета при распространении в диспергирующей среде (все, без исключения, среды обладают дисперсионными свойствами)

Физический смысл групповой скорости иллюстрируется рисунком:

Амплитудно-модулированная волна

Пусть в среде распространяется амплитудно-модулированная волна, у которой амплитуда медленно изменяется во времени и пространстве. На входе в среду молна может быть представлена в виде суперпозиции трех колебаний с частотами ω и ω+Ω, каждое из них будет распространяться в среде со своей фазовой скоростью: v = ω / k, v₁ = (ω + Ω) / k₁, v₂ = (ω - Ω) / k₂ (модулируемая волна распространяется с фазовой скоростью v = ω / k). Скорость распространения огибающей (или модулирующей) волны равна v = ∆ω / ∆k (это и есть групповая скорость).
На рисунке ниже показана некоторая зависимость ω(k) для иллюстрации геометрического смысла фазовой и групповой скоростей:

Кривая дисперсии ω(k)

Геометрический смысл скоростей:
- фазовой - u = ω / k = tg α
- групповой - v = _dω / _dk = tg β
Примечание. Дисперсия может быть нормальной (u < v) или аномальной (u > v). Например, при измерении скорости света в среде всегда измеряется групповая скорость (u), которая не может превышать скорость света в вакууме (u ≤ c)

-звука - скорость перемещения в среде упругой волны при условии, что форма ее профиля остается неизменной (примеры для воздуха, воды, металлов)
-лучевая (в кристалле) - показывает направление движения энергии световой волны
-фазовая - скорость распространения синусоидальной волны [или - скорость движения поверхности равной (постоянной) фазы для монохроматического излучения]. Скорость перемещения поверхности равных фаз может быть направлена только перпендикулярно самой поверхности. В некристаллической изотропной среде лучевая и фазовая скорости совпадают и называются 'фазовой скоростью света' (напряженность электрического поля перемещается с фазовой скоростью, поэтому эту скорость можно назвать скоростью перемещения силовой характеристики этого поля).
Скорость распространения волны может зависить от ее поляризованности.

Сложение колебаний - см. фигуры Лиссажу

Смещение красное - увеличение длин волн в спектре электромагнитного излучения по сравнению с эталонным спектром, вызванное взаимным удалением источника и наблюдателя излучения (при сближении источника излучения и наблюдателя его проявляется фиолетовое смещение - уменьшение длин волн)

Сопротивление:
-акустическое - величина, равная произведению плотности среды на скорость звука в этой среде
-волновое - отношение напряжения к силе электрического тока в линии передачи, по которой распространяются волны
-емкостное - реактивное электричесое сопротивление цепи, обладающей э.емкостью
-индуктивное -реактивное электричесое сопротивление цепи, обладающей индуктивностью

Спектр колебаний - совокупность гармонических колебаний, на которые можно разложить данное сложное колебания (пример - разложение призмой солнечного света в спектр)

Cреда диспергирующая - распределённая среда, параметры которой зависят от частоты (ω) и волновых векторов (k) возбуждаемых в ней гармонических полей

Степень поляризации - соотношение количеств поляризованного и естественного света в частично поляризованном свете

Стробоскоп - прибор для наблюдения быстропериодических движений, действие которого основано на 'стробоскопическом эффекте' (зрительная иллюзия, основанная на инерции зрения: кино, танцы артистов в темноте с лампой-вспышкой)

Струна - пример струнных музыкальных инструментов (например, гитара)

Тело абсолютно черное - тело, полностью поглощающее все падающие на него электромагнитные волны (пример: полый металлический шар с отверстием значительно меньшего диаметра, чем диаметр шара)

Тембр - окраска звука; один из признаков музыкального звука (наряду с высотой, громкостью и длительностью). По тембрам отличают звуки одинаковой высоты и громкости, но исполненные или на разных инструментах (разными голосами) или на одном инструменте разными способами (штрихами). Тембр определяется материалом, формой вибратора, условиями его колебаний, резонатором, акустикой помещения. В характеристике тембра большое значение имеют обертоны и их соотношение по высоте и громкости, шумовые призвуки, атака (начальный момент звука), форманты, вибрато и др. факторы.

Тон - акустический сигнал или звук определенной высоты
-музыкальный - акустический сигнал или звук определенной высоты
-основной - наименьшая частота сложного акустического сигнала (первая гармоника колебания)
-чистый (или простой) - синусоидальный сигнал данной частоты (каждая синусоидальная звуковая волна)

Узел стоячей волны - минимум амплитуды (амплитуда равна нулю) стоячей волны (область, находящаяся в покое. Расстояние между двумя соседними узлами равно половине длины волны

Унисон - явление совпадения звуковых частот (в музыке - одновременное звучание двух и более одинаковых по названию звуков одной или разных октав; при разнице частот большей 15 Гц человек начинает различать оба тона)

Уровень громкости звука - уровень звукового давления (в децибелах) чистого тона с частотой 1000 Гц, субъективно столь же громкого, как и измеряемый звук

Фаза волны (гармонического колебания) - обычно выражается в угловых единицах (радианах) или долях периода (примеры). Начальная фаза определяет смещение системы в момент 't = 0'

Фазовая скорость монохроматической волны (v) - скорость распространения волнового фронта; в среде с показателем преломления (n) фазовая скорость (v) равна: v = ω / k = c / n (где ω - круговая частота, k - волновое число, c - скорость света в вакууме). Волны разных частот распространяются в средах с разными фазовыми скоростями.

Фазовращатель - электрическое устройство, предназначенное для изменения фазы электромагнитных колебаний на его выходе относительно фазы колебаний на его входе. Конструкция фазовращателя зависит от диапазона рабочих частот, пределов изменения фазы и точности ее установки. Простейший фазовращатель - фазосдвигающая цепь (используется для создания фиксированного фазового сдвига в пределах от 0^о до 90^о). Современные фазовращатели собраны по мостовой схеме из трех резисторов и одного конденсатора (обеспечивают регулируемый сдвиг фаз в пределах от 0^о до 180^о) или фазовращатели на транзисторах (преобразуют входное напряжение в два напряжения, сдвинутых по фазе на 180^о). Схема одного из мостовых фазовращателей с RС- цепью:

Фазометр - прибор для измерения разности фаз двух электрических колебаний

Фигуры Лиссажу - траектории точек,совершающих взаимно перпендикулярные колебания с рациональным отношением частот. Ниже приведены траектории (на экране осциллографа), возникающие в результате наложения двух взаимно-перпендикулярных гармонических колебаний:

Фон - единица уровня громкости звука: n_фонов=10*lg(I' / I ) (где I' и I - интенсивность звуков. Так как интенсивности пропорциональны квадратам звукового давления, то: n_фонов=10*lg(p'/p)²=20 * lg (p'/p). Для примера: тон частоты (1000 Гц), создающий в ухе давление (1 дин/см²), имеет громкость, равную 70 фонам (за нулевую громкость прията громкость еле различимого звука той же частоты)

Фонон - квант поля звуковой волны (квазичастица) в кристалле или квант колебательного движения атомов кристалла

Фронт волны (волновой фронт, фазовый фронт) - поверхность, окружающая источник колебаний, все точки которой имеют одинаковые (равные) фазы колебаний. Он представляет собой ту поверхность, которая отделяет часть пространства, уже вовлеченную в волновой процесс, от области, в которой колебания еще не возникли. Волновой фронт все время перемещается (со соростью, равной фазовой скорости волны). Он может быть сферой (сферическая волна) или иметь более сложную форму. Каждая точка фронта является источником вторичных волн, которые способны образовывать фронт на новом месте (и см. Поверхность волновая)

Цуг волновой - прерывистое (в виде серии импульсов) излучение электромагнитных волн атомами при переходе электронов с более высокого энергетического уровня на менее высокий (длительность волнового цуга - около 10^-8 секунды)

Частота - отношение числа полных циклов какого-либо периодического процесса к промежутку времени, в течение которого совершается это число циклов
-колебания - число циклов в единицу времени (Гц) (иначе - величина, обратная периоду колебаний)
-круговая - произведение частоты колебаний на (2п)
-линейная - частота гармонических колебаний
-несущая - частота модулируемой волны
-основная - частота импульсных сигналов (в отличие от частоты гармоник)
-резонансная - частота колебаний, при которой наступает явление резонанса
-собственная - частота гармонических колебаний системы, не подвергающейся действию внешних сил
-циклическая (или круговая)- частота гармонических колебаний, умноженная на (2п)

Частотомер - прибор для измерения частоты периодических процессов

Часы - устройства для точного измерения времени

Число:
-волновое - величина, обратная длине волны, т.е. K=1 / λ (где λ - длина волны), показывающее число волн в (1 см), или иначе - отношение циклической частоты к скорости волны: k = 2п / λ
-Маха - отношение скорости движения тела в среде к скорости звука в этой же среде (число Маха обычно используется в сверхзвуковой авиации и ракетной технике)
-рациональное - число, которое может быть представлено в виде дроби m/n (m, n - целые числа). Все целые числа являются рациональными.

Шкала электромагнитных волн - пример

Шум - беспорядочные колебания различной физической природы, являющиеся помехой приему сигналов

Электродинамика - теория электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрическими зарядами

Энергия колебаний - прямо пропорциональна квадрату частоты и квадрату амплитуды:
E = m*Ω²*x²/₂ [обеспечивает распространение колебаний на участки среды, прежде находившиеся в покое, т.е. распространение (передачу) энергии]

Эффект бинауральный - явление различия колебаний в ушах наблюдателя вследствие сдвига фаз колебаний

Эхо - волна, отраженная от какого-либо препятствия и принятая наблюдателем (пример - звуки в лесу, долине)

© Copyright Анемов Евгений Михайлович (lemisko@mail.ru) Размещен: 02/09/2008, изменен: 18/05/2012. 63k. Статистика. Справочник: Естествознание Физика Иллюстрации/приложения: 33 шт.
Аннотация: Базовая терминология по физике (колебания и волны) для школьников, учащихся, студентов.

Анемов Евгений Михайлович: другие произведения.

Колебания и волны. Базовая терминология

Физика (КОЛЕБАНИЯ и ВОЛНЫ)