Technologischer Fortschritt wird durch das Studium physikalischer Phänomene, Entdeckungen im Quantenfeld und anderen Bereichen durchgeführt. Gleichzeitig werden neue Geräte und Geräte erfunden, mit denen verschiedene Studien durchgeführt und die Phänomene der Mikrowelt erklärt werden können. Einer dieser Mechanismen ist der harmonische Oszillator, dessen Prinzip sogar Vertretern antiker Zivilisationen bekannt war.
Das Gerät und seine Typen
Ein harmonischer Oszillator ist ein mechanisches System in Bewegung, das durch eine lineare Differentialgleichung mit Koeffizienten konstanten Wertes beschrieben wird. Die einfachsten Beispiele für solche Geräte sind ein Federgewicht, ein Pendel, akustische Systeme, die Bewegung molekularer Teilchen usw.
Folgende Gerätetypen können bedingt unterschieden werden:
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linearer harmonischer Oszillator Einfacher harmonischer Oszillator - hierdas System steht, wenn es aus einer Ruheposition entfernt wird, unter der Wirkung einer Kraft F, die durch die Formel F=-kx ausgedrückt werden kann, wobei k der Steifheitskoeffizient dieses Systems ist, x die Verschiebung ist. In diesem Fall ist F die einzige Komponente, die die Schwingungen beeinflusst.
- Linearer harmonischer Oszillator - hier erfolgt die Bewegung in einer Ebene entlang einer geraden Bahn. Dieses System wird auch als eindimensional bezeichnet, Schwingungen werden unter Einwirkung einer Kraft quasielastischer Natur ausgeführt.
- Gedämpftes Modell - hier wird das System zusätzlich von der Reibungskraft beeinflusst, die der Bewegung entgegengerichtet ist und proportional zur Geschwindigkeit dieser Schwingung wirkt. Der Dämpfungsvorgang wird dabei meist durch einen dimensionslosen Parameter charakterisiert, der Gütefaktor genannt wird. Dieser Wert ist eine Eigenschaft des Systems, die das Verhältnis des Energievorrats zu seinen Verlusten in einer Schwingungsperiode bestimmt.
Gerät verwenden
Dieses Gerät wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, hauptsächlich um die Natur schwingender Systeme zu untersuchen. Der harmonische Quantenoszillator wird verwendet, um das Verh alten von Photonenelementen zu untersuchen. Die Ergebnisse der Experimente können in verschiedenen Bereichen verwendet werden. So fanden Physiker des American Institute heraus, dass Berylliumatome, die sich in ziemlich großen Abständen voneinander befinden, auf Quantenebene interagieren können. Gleichzeitig verh alten sich diese Teilchen ähnlich wie Körper (Metallkugeln) im Makrokosmos, die sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Ordnung bewegen, ähnlich einem harmonischen Oszillator. IonenBeryllium tauscht trotz physikalisch großer Distanzen kleinste Energieeinheiten (Quanten) aus. Diese Entdeckung ermöglicht es, IT-Technologien erheblich voranzubringen, und bietet auch eine neue Lösung für die Herstellung von Computerausrüstung und Elektronik.
Der harmonische Oszillator wird bei der Bewertung musikalischer Werke verwendet. Dieses Verfahren wird als spektroskopische Untersuchung bezeichnet. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass das stabilste System eine Zusammensetzung aus vier Musikern (einem Quartett) ist. Und moderne Werke sind meistens anharmonisch.
