Зилберман A. R. Даралтгүй хэлбэлзлийн генератор // Квант. - 1990. - No 9. - P. 44-47.

"Квант" сэтгүүлийн редакцийн зөвлөл, редакторуудтай тусгай тохиролцоогоор

Ийм генераторыг радио, телевизор, дуу хураагуур, компьютер, цахилгаан эрхтэн гэх мэт олон төхөөрөмжид ашигладаг бөгөөд маш өөр байдаг. Тиймээс генераторын давтамж нь хэдэн арван герцээс (цахилгаан эрхтэн дэх бага тэмдэглэл) хэдэн зуун мегагерц (телевиз) хүртэл, бүр хэд хэдэн гигагерц хүртэл (сансрын зурагт, замын цагдаагийн ажилтнуудын машины хурдыг тодорхойлох радар) хүртэл хэлбэлзэж болно. . Генераторын хэрэглэгчдэд хүргэх хүч нь хэд хэдэн микроваттаас (бугуйн цагны генератор) хэдэн арван ватт (телевизийн сканнер) хүртэл хэлбэлздэг бөгөөд зарим онцгой тохиолдолд хүч нь бичихэд утгагүй байж болно. Та одоо ч итгэхгүй байх болно. Хэлбэлзлийн хэлбэр нь синусоид (радио хүлээн авагчийн орон нутгийн осциллятор) эсвэл тэгш өнцөгт (компьютерийн таймер) эсвэл маш нарийн төвөгтэй - хөгжмийн зэмсгийн дууг "дуурайх" (хөгжмийн синтезатор) байж болно.

Мэдээжийн хэрэг, бид энэ бүх олон янз байдлыг авч үзэхгүй, гэхдээ маш энгийн жишээгээр хязгаарлагдах болно - дунд зэргийн давтамжтай (хэдэн зуун килогерц) бага чадлын синусоид хүчдэлийн генератор.

Мэдэгдэж байгаагаар хамгийн тохиромжтой конденсатор ба хамгийн тохиромжтой ороомогоос бүрдэх хамгийн энгийн хэлбэлзлийн хэлхээнд унтрахгүй гармоник хэлбэлзэл үүсч болно. Конденсатор ба ороомог дээрх хүчдэлийг тэнцүүлэх (тэмдэгтүүдийг харгалзан) процессын тэгшитгэлийг олоход хялбар байдаг - эцэст нь тэдгээр нь зэрэгцээ холбогдсон байна (Зураг 1):

\(~\frac qC = -LI"\) .

Ороомогоор урсах гүйдэл нь конденсатор дээрх цэнэгийг өөрчилдөг; эдгээр хэмжигдэхүүнүүд нь хамаарлаар холбогддог

\(~I = q"\) .

Одоо бид тэгшитгэлийг бичиж болно

\(~q"" + \frac(q)(LC) = 0\) .

Энэ тэгшитгэлийн шийдэл нь сайн мэдэгдэж байгаа - эдгээр нь гармоник хэлбэлзэл юм. Тэдний давтамж нь хэлбэлзлийн хэлхээний параметрүүдээр тодорхойлогддог\[~\omega = \frac(1)(\sqrt(LC))\] , далайц нь зөвхөн хэлхээнд анх өгөгдсөн энергиэс хамаарна (мөн аль нь хамгийн тохиромжтой хэлхээний хувьд тогтмол хэвээр байна).

Практикт тохиолддог шиг хэлхээний элементүүд тохиромжтой биш байвал юу өөрчлөгдөх вэ (зохиогч энэ асуудлыг маш их сонирхож байсан ч олон жилийн турш нэг ч идеал ороомог үзээгүй)? Тодорхой байхын тулд хэлхээний бүх төгс бус байдал нь ороомог, илүү нарийвчлалтай ороосон утас нь идэвхтэй (ом) эсэргүүцэлтэй байдагтай холбоотой гэж үзье. r(Зураг 2). Үнэн хэрэгтээ мэдээжийн хэрэг конденсатор нь эрчим хүчний алдагдалтай байдаг (хэдийгээр тийм ч өндөр биш давтамжтай үед та маш сайн конденсаторыг ямар ч бэрхшээлгүйгээр хийж болно). Хэрэглэгч нь хэлхээнээс энергийг авдаг бөгөөд энэ нь хэлбэлзлийг багасгахад хувь нэмэр оруулдаг. Нэг үгээр хэлбэл бид үүнийг таамаглах болно r- энэ нь хэлхээн дэх бүх эрчим хүчний алдагдлыг хариуцдаг эквивалент утга юм. Дараа нь Eq. үйл явц хэлбэрээ авдаг

\(~LI" + rI + \frac(q)(C) = 0\) .

Энэ нь сааруулагчгүй хэлбэлзлийн хүссэн тэгшитгэлийг олж авахад саад болж буй хоёр дахь гишүүн болох нь тодорхой байна. Тиймээс бидний үүрэг бол энэ хугацааг нөхөх явдал юм. Бие махбодийн хувьд энэ нь хэлхээнд нэмэлт эрчим хүч шахах, өөрөөр хэлбэл өөр EMF нэвтрүүлэх шаардлагатай гэсэн үг юм. Үүнийг гинжийг таслахгүйгээр яаж хийх вэ? Соронзон талбарыг ашиглах хамгийн хялбар арга бол хэлхээний ороомгийн эргэлтийг нэвтлэх нэмэлт соронзон урсгалыг бий болгох явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд энэ ороомогоос холгүй өөр ороомог байрлуулж (зураг 3) түүгээр гүйдэл дамжуулах шаардлагатай бөгөөд түүний утга нь хүссэн хуулийн дагуу өөрчлөгдөх ёстой, өөрөөр хэлбэл, энэ гүйдэл яг ийм гүйдэл үүсгэдэг. соронзон орон нь ороомгийн хэлхээнд нэвтэрч, ийм соронзон урсгалыг бий болгож, өөрчлөгдөхөд ийм өдөөгдсөн EMF-ийг өдөөдөг бөгөөд энэ нь процессын тэгшитгэлд бидний дургүй нэр томъёог яг нөхөх болно. "Жекийн барьсан байшин"-ыг санагдуулам энэ урт хэллэг нь цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн тухай таны мэддэг Фарадей хуулийг давтан хэлсэн үг юм.

Одоо нэмэлт ороомогоор урсах гүйдлийг харцгаая. Энэ нь эрчим хүчний эх үүсвэр (хэлхээний эрчим хүчний алдагдлыг нөхөх) болон цаг хугацааны явцад гүйдлийн өөрчлөлтийн хүссэн хуулийг баталгаажуулдаг хяналтын төхөөрөмж шаарддаг нь тодорхой байна. Энгийн зайг эх үүсвэр болгон, электрон хоолой эсвэл транзисторыг хяналтын төхөөрөмж болгон ашиглаж болно.

Транзисторууд нь янз бүрийн төрлөөр ирдэг - ердийн (тэдгээрийг хоёр туйлт гэж нэрлэдэг) ба хээрийн нөлөөтэй, тусгаарлагдсан хаалгатай (тэдгээрийг ихэвчлэн дижитал төхөөрөмжид ашигладаг) болон удирдлагатай талбарт үр дүнтэй гэж хуваадаг. х-n- шилжилт. Аливаа хээрийн транзистор нь хоёр терминал бүхий "суваг" агуулдаг - тэдгээрийг эх үүсвэр ба ус зайлуулах суваг гэж нэрлэдэг бөгөөд түүний дамжуулалтыг гурав дахь терминал - хаалганд хяналтын хүчдэл хэрэглэх замаар зохицуулдаг (Зураг 4). Удирдлагатай хээрийн транзисторд х-n-шилжилтээр - мөн бид энэ тухай цааш ярих болно - хаалга нь яг ийм шилжилтээр сувгаас тусгаарлагдсан бөгөөд үүний тулд хаалганы хэсэг нь сувагтай харьцуулахад эсрэг төрлийн дамжуулагчаар хийгдсэн байдаг. Жишээлбэл, суваг нь ийм төрлийн хольц дамжуулах чадвартай бол х, дараа нь хаалт нь иймэрхүү байна n, мөн эсрэгээр.

Уулзварт блоклох хүчдэл хэрэглэх үед У z (Зураг 5), дамжуулагч сувгийн хөндлөн огтлол багасч, тодорхой хүчдэлд - үүнийг таслах хүчдэл гэж нэрлэдэг - суваг бүрэн хаагдаж, гүйдэл зогсдог.

Сувгийн одоогийн хамаарал Iхаалганы хүчдэлээс k У z-ийг Зураг 6-д үзүүлэв.Энэ хамаарал нь электрон хоолой (триод)-ынхтай бараг ижил байна. Хяналтын хүчдэл нь блоклох хүчдэл гэдгийг анхаарах нь чухал бөгөөд энэ нь хяналтын хэлхээний гүйдэл нь маш бага (ихэвчлэн энэ нь хэд хэдэн наноампер байдаг) бөгөөд удирдлагын хүч нь харьцангуй бага байдаг бөгөөд энэ нь маш сайн байдаг. Хяналтын хүчдэлийн бага утгын хувьд гүйдлийн хүчдэлээс хамаарах хамаарлыг шугаман гэж үзэж, хэлбэрээр бичиж болно.

\(~I_k = I_0 + SU_z\),

Хаана С- тогтмол утга. Генераторын хувьд шугаман байдлаас хазайх нь бас чухал боловч дараа нь илүү ихийг хэлнэ.

7-р зурагт тасралтгүй хэлбэлзлийн генераторын бүдүүвч диаграммыг үзүүлэв. Энд талбарт транзисторын хяналтын хүчдэл нь осцилляторын хэлхээний конденсатор дээрх хүчдэл юм.

\(~U_z = U_C = \frac qC\) ,

нэмэлт ороомогоор дамжин өнгөрөх гүйдэл нь

\(~I_k = I_0 + \frac(Sq)(C)\) .

Нэмэлт соронзон урсгал нь энэ гүйдэлтэй пропорциональ бөгөөд хэлхээний нэмэлт EMF нь эсрэг тэмдгээр авсан энэ урсгалын деривативтай тэнцүү байна.

\(~\varepsilon_i = -\Phi" = -(MI_k)" = -\frac(MS)(C) q"\) ,

Энд хасах тэмдэг нь нэлээд дур зоргоороо байдаг - ороомог нь талбарт транзистортой нэг эсвэл нөгөө төгсгөлд холбогдож болох бөгөөд нэмэлт EMF-ийн тэмдэг нь эсрэгээрээ өөрчлөгдөнө. Нэг үгээр хэлбэл, нэмэлт EMF нь хэлхээн дэх энергийн алдагдлыг нөхөх чадвартай байх ёстой. Процессын тэгшитгэлийг дахин бичье.

\(~LI" + rI + \frac(q)(C) - \frac(MS)(C) q" = 0\) .

Хэрэв та утгыг сонговол МДөрөв дэх гишүүн хоёр дахь гишүүнийг нөхөхөд бид тэгшитгэлийг авна

\(~LI" + \frac(q)(C) = 0\) ,

Энэ нь гармоник уналтгүй хэлбэлзэлтэй тохирч байна.

Хэмжээнд хэрхэн нөлөөлөх вэ М? Хэрэв та нэмэлт ороомогт илүү их эргэлт хийх эсвэл энэ ороомог хэлхээний ороомогтой ойртуулах юм бол энэ нь нэмэгдэх болно. Энэ коэффициент нь үүсэхэд хангалттай гэж хэлэх ёстой Мпрактик дээр үүнийг авахад маш хялбар байдаг. Энэ утгыг тодорхой хэмжээгээр сонгох нь илүү дээр юм - энэ нь зөвхөн алдагдалгүй төдийгүй гадны эх үүсвэрээс эрчим хүчийг шахах ("сөрөг" алдагдалтай) хэлхээг бий болгоно. Генераторыг асаах үед хэлбэлзлийн далайц нь эхлээд нэмэгдэх боловч хэсэг хугацааны дараа тогтворжих болно - нэг хугацаанд хэлхээнд орж буй энерги нь тухайн үед алдагдсан энергитэй тэнцүү болно. Үнэн хэрэгтээ конденсатор дээрх хүчдэлийн далайц нэмэгдэхийн хэрээр транзистор улам муудаж эхэлдэг, учир нь их хэмжээний сөрөг хүчдэлийн үед сувгийн хэлхээний гүйдэл зогсох ба эерэг үед. хүчдэлийн үед уулзвар нээгдэж эхэлдэг бөгөөд энэ нь хэлхээний алдагдлыг нэмэгдүүлдэг. Үүний үр дүнд хэлбэлзэл нь бүрэн синусоид биш боловч хэлхээний алдагдал бага байвал гажуудал нь үл тоомсорлодог.

Үүссэн хэлбэлзлийг ашиглахын тулд генератор яг ийм зорилгоор хийгдсэн тул та хэлхээнд шууд холбогдох эсвэл өөр ороомог ороох хэрэгтэй. Гэхдээ энэ хоёр тохиолдолд хэлхээнээс эрчим хүчний "алдагдах" -ыг анхаарч, бусад алдагдлыг нөхөх шаардлагатай.

Лекц 12.Механик чичиргээ ба долгион.

Лекцийн тойм

Гармоник хэлбэлзэл ба тэдгээрийн шинж чанар.

Чөлөөт чийггүй механик чичиргээ.

Чөлөөт саармагжуулсан болон албадан механик чичиргээ.

Уян хатан долгион.

Гармоник хэлбэлзэл ба тэдгээрийн шинж чанар.

ХэлбэлзэлЦаг хугацааны явцад тодорхой давтагдах чадвараар тодорхойлогддог процессуудыг i.e. хэлбэлзэл нь ямар ч үнэ цэнийн үечилсэн өөрчлөлт юм.

Физик шинж чанараас хамааран механик болон цахилгаан соронзон чичиргээг ялгадаг. Хэлбэлзэх системд үзүүлэх нөлөөллийн шинж чанараас хамааран чөлөөт (эсвэл байгалийн) хэлбэлзэл, албадан хэлбэлзэл, өөрөө болон параметрийн хэлбэлзэл гэж ялгагдана.

Системийн хэлбэлзлийн үед өөрчлөгддөг бүх физик хэмжигдэхүүний утга цаг хугацааны тэнцүү интервалд давтагддаг бол хэлбэлзлийг үе үе гэж нэрлэдэг.

Хугацаа- энэ нь нэг бүрэн хэлбэлзлийг дуусгахад шаардагдах хугацаа юм:

Хаана
- нэг цагийн хэлбэлзлийн тоо .

Хэлбэлзлийн давтамж- нэгж хугацаанд гүйцэтгэсэн бүрэн хэлбэлзлийн тоо.

Цикл буюу дугуй давтамж - 2 хугацаанд гүйцэтгэсэн бүрэн хэлбэлзлийн тоо (цаг хугацааны нэгж):

.

Хамгийн энгийн хэлбэлзэл нь гармоник чичиргээ, синус эсвэл косинусын хуулийн дагуу утгын өөрчлөлт гардаг (Зураг 1):

,

Хаана - өөрчлөгдөж буй хэмжигдэхүүний утга;

- хэлбэлзлийн далайц, өөрчлөгдөж буй хэмжигдэхүүний хамгийн их утга;

- тухайн үеийн хэлбэлзлийн үе шат (цаг хугацааны өнцгийн хэмжүүр);

 0 - эхний үе шат, утгыг тодорхойлно цаг хугацааны эхний мөчид
,.

Гармоник хэлбэлзлийг гүйцэтгэдэг хэлбэлзлийн системийг нэрлэдэг гармоник осциллятор.

Гармоник чичиргээний үеийн хурд ба хурдатгал:

Чөлөөт чийггүй механик чичиргээ.

Үнэгүй эсвэл өөрийнТогтвортой тэнцвэрийн төлөвөөс ямар нэгэн байдлаар ангижруулж, өөртөө танилцуулсны дараа тэнцвэрийн байрлалын эргэн тойронд үүсэх хэлбэлзлийг систем гэж нэрлэдэг.

Биеийг (эсвэл системийг) тэнцвэрийн байрлалаас гаргамагц биеийг тэнцвэрийн байрлал руу буцаах хүч нэн даруй гарч ирдэг. Энэ хүчийг гэж нэрлэдэг буцаж байна, энэ нь үргэлж тэнцвэрийн байрлал руу чиглэсэн байдаг, гарал үүсэл нь өөр:

a) хаврын савлуурын хувьд - уян хатан хүч;

б) математикийн савлуурын хувьд - хүндийн хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг.

Чөлөөт буюу байгалийн чичиргээ нь нөхөн сэргээх хүчний нөлөөн дор үүсдэг чичиргээ юм.

Хэрэв системд үрэлтийн хүч байхгүй бол хэлбэлзэл нь тогтмол далайцтай хязгааргүй үргэлжлэх бөгөөд үүнийг байгалийн уналтгүй хэлбэлзэл гэж нэрлэдэг.

Хаврын дүүжин- масстай материаллаг цэг м, туйлын уян жингүй пүрш дээр дүүжлэгдэж, уян харимхай хүчний үйлчлэлээр хэлбэлздэг.

Пүршний дүүжингийн байгалийн уналтгүй хэлбэлзлийн динамикийг авч үзье.

Ньютоны II хуулийн дагуу.

Хукийн хуулийн дагуу

Хаана к- хатуу байдал,
;

эсвэл
.

гэж тэмдэглэе байгалийн хэлбэлзлийн мөчлөгийн давтамж.

-чөлөөт уналтгүй хэлбэлзлийн дифференциал тэгшитгэл.

Энэ тэгшитгэлийн шийдэл нь дараах илэрхийлэл юм. .

пүршний савлуурын хэлбэлзлийн хугацаа.

Гармоник хэлбэлзлийн үед системийн нийт энерги тогтмол хэвээр, тасралтгүй шилжилт явагдана В мөн эсрэгээр.

Математикийн дүүжин- жингүй сунадаггүй утас дээр дүүжлэгдсэн материаллаг цэг (Зураг 2).

Энэ тохиолдолд үүнийг баталж болно

Пүрш ба математикийн дүүжин нь гармоник осциллятор (хэлбэлзлийн хэлхээ гэх мэт) юм. Гармоник осциллятор нь тэгшитгэлээр тодорхойлсон систем юм.

.

Гармоник осцилляторын хэлбэлзэл нь үечилсэн хөдөлгөөний чухал жишээ бөгөөд сонгодог болон квант физикийн олон асуудалд ойролцоо загвар болдог.

Чөлөөт чийгшүүлсэн болон албадан механик чичиргээ.

Механик хэлбэлзлийг гүйцэтгэдэг аливаа бодит системд тодорхой эсэргүүцлийн хүчнүүд үргэлж ажилладаг (түдгэлзүүлэх цэгийн үрэлт, хүрээлэн буй орчны эсэргүүцэл гэх мэт), үүнийг даван туулахын тулд систем энерги зарцуулдаг бөгөөд үүний үр дүнд бодит механик хэлбэлзэл үргэлж байдаг. чийгшүүлсэн.

Норгосон хэлбэлзэл- Эдгээр нь далайц нь цаг хугацааны явцад буурдаг хэлбэлзэл юм.

Далайцын өөрчлөлтийн хуулийг олцгооё.

Уян хатан хүчний нөлөөн дор жижиг хэлбэлзэл хийдэг m масстай пүршний дүүжингийн хувьд
Үрэлтийн хүч нь хурдтай пропорциональ байна:

энд r нь орчны эсэргүүцлийн коэффициент; хасах тэмдэг нь үүнийг илэрхийлдэг
үргэлж хурдны эсрэг чиглэсэн байдаг.

Ньютоны II хуулийн дагуу дүүжингийн хөдөлгөөний тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

гэж тэмдэглэе:

чөлөөт сааруулагч хэлбэлзлийн дифференциал тэгшитгэл.

Энэ тэгшитгэлийн шийдэл нь дараах илэрхийлэл юм.

,

Хаана чөлөөт уналттай хэлбэлзлийн мөчлөгийн давтамж,

 0 - чөлөөт уналтгүй хэлбэлзлийн мөчлөгийн давтамж,

 - сулралтын коэффициент,

A 0 - хугацааны анхны момент дахь далайц (t=0).

- далайц буурах хууль.

Цаг хугацаа өнгөрөхөд далайц нь экспоненциалаар буурдаг (Зураг 3).

Амрах цаг далайц буурах хугацаа юм нэг удаа.

.

Тиймээс, тайвшрах цаг хугацааны харилцан хамаарал юм.

Норгосон хэлбэлзлийн хамгийн чухал шинж чанар нь логарифмын уналтын бууралт юм .

Логарифмын бууралтЭнэ нь бие биенээсээ хугацааны хувьд ялгаатай хоёр далайцын харьцааны натурал логарифм юм.

.

Үүний физик утгыг олж мэдье.

З ба сулрах хугацаа нь системд N хэлбэлзлийг дуусгах цаг хугацаа байх болно:

тэдгээр. далайц нь e дахин багасах хэлбэлзлийн тооны эсрэг заалт юм.

Тербеллийн системийг тодорхойлохын тулд чанарын хүчин зүйлийн тухай ойлголтыг ашигладаг.

.

Чанарын хүчин зүйл- далайц e дахин багасах хэлбэлзлийн тоотой пропорциональ физик хэмжигдэхүүн (Зураг 4,
).

Хүчтэйүе үе өөрчлөгддөг гадны хүчний нөлөөн дор системд үүсэх хэлбэлзэл гэж нэрлэдэг.

Гармоник хуулийн дагуу гадаад хүч өөрчлөгдөнө.

Тербеллийн системд гаднах хүчнээс гадна хэлбэлзлийн хурдтай пропорциональ сэргээх хүч ба эсэргүүцлийн хүч үйлчилнэ.

Албадан чичиргээ нь хөдөлгөгч хүчний давтамжтай тэнцүү давтамжтайгаар үүсдэг. нүүлгэн шилжүүлсэн нь туршилтаар тогтоогдсон өөрчлөлтийн хүчээр албадан хоцорч байна. Үүнийг баталж болно

Хаана - албадан хэлбэлзлийн далайц,

- хэлбэлзлийн фазын зөрүү Тэгээд
,

;
.

Графикийн хүчээр хэлбэлзлийг 5-р зурагт үзүүлэв.

Э Хэрэв хөдөлгөгч хүч нь гармоник хуулийн дагуу өөрчлөгдвөл чичиргээ нь өөрөө гармоник болно. Тэдний давтамж нь хөдөлгөгч хүчний давтамжтай тэнцүү бөгөөд далайц нь хөдөлгөгч хүчний далайцтай пропорциональ байна.

Хөдөлгүүрийн хүчний давтамжаас далайцын хамаарал Энэ нь тухайн системийн хувьд тодорхой давтамжтайгаар далайц нь хамгийн дээд хэмжээнд хүрдэг.

Хөдөлгүүрийн хүчний давтамж нь системийн байгалийн давтамж (резонанс давтамж) ойртох тусам албадан хэлбэлзлийн далайц огцом нэмэгдэх үзэгдлийг гэж нэрлэдэг. резонанс(Зураг 6).

Уян хатан долгион.

Аливаа уян бие нь бие биетэйгээ харилцан үйлчлэлцдэг олон тооны бөөмс (атом, молекул) -аас бүрдэнэ. Бөөмийн хоорондох зай өөрчлөгдөх үед харилцан үйлчлэлийн хүч гарч ирдэг (сунгах үед таталцал, шахагдах үед түлхэлт үүсдэг) ​​бөгөөд цахилгаан соронзон шинж чанартай байдаг. Хэрэв ямар нэгэн бөөмийг тэнцвэрт байдлаасаа гадны нөлөөгөөр зайлуулбал өөр нэг бөөмийг түүнтэй хамт нэг чиглэлд, энэ секунд нь гуравны нэгийг татах ба эвдрэл нь тодорхой хурдтай орчинд бөөмөөс бөөмс рүү тархах болно. орчны шинж чанараас хамааран хурд. Хэрэв бөөмс нь дээшээ шилжсэн бол дээд хэсгүүдийн нөлөөн дор түлхэлттэй, доод хэсэг нь сэтгэл татам, доошоо хөдөлж, тэнцвэрийн байрлалыг давж, инерцийн дагуу доошоо хөдөлж эхэлнэ, өөрөөр хэлбэл. Гармоник хэлбэлзлийн хөдөлгөөнийг гүйцэтгэх, хөрш зэргэлдээ бөөмсийг хэлбэлзэхэд хүргэх гэх мэт. Тиймээс орчинд эвдрэл тархах үед бүх бөөмс нь тэнцвэрийн байрлалынхаа ойролцоо ижил давтамжтайгаар хэлбэлздэг.

Уян орчин дахь механик чичиргээ тархах процессыг уян харимхай долгион гэж нэрлэдэг. Энэ үйл явц нь цаг хугацаа, орон зайд үе үе байдаг. Долгион тархах үед орчны бөөмс долгионтой хамт хөдөлдөггүй, харин тэнцвэрийн байрлалынхаа эргэн тойронд хэлбэлздэг. Долгионтой хамт зөвхөн хэлбэлзлийн хөдөлгөөний төлөв ба түүний энерги нь бөөмсөөс орчны бөөмс рүү шилждэг. Тиймээс бүх долгионы гол шинж чанар нь бодисыг шилжүүлэхгүйгээр энергийг дамжуулах явдал юм.

Уртааш ба хөндлөн уян долгионууд байдаг.

Хэрэв орчны хэсгүүд долгионы тархалтын чиглэлийн дагуу хэлбэлзэж байвал уян долгионыг уртын долгион гэж нэрлэдэг (Зураг 7).

Хэлбэлзэх цэгүүдийн харьцангуй байрлал нь конденсац, ховордох шинж чанартай байдаг.

Ийм долгион нь орчинд тархах үед конденсац, ховор тохиолддог. Уртааш долгион нь хатуу, шингэн ба хийн биетүүдэд үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь шахалт, хурцадмал байдлын үед уян хатан хэв гажилт үүсдэг.

Хэрэв орчны хэсгүүд долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр хэлбэлзэж байвал уян харимхай долгионыг хөндлөн гэж нэрлэдэг (Зураг 8).

П Хөндлөн долгион нь уян харимхай орчинд тархах үед орой ба хонгилууд үүсдэг. Зүсэлтийн хэв гажилт нь уян харимхай хүчийг үүсгэдэг орчинд хөндлөн долгион үүсэх боломжтой, өөрөөр хэлбэл. хатуу биед. 2 шингэн эсвэл шингэн ба хийн хоорондох зааг дээр шингэний гадаргуу дээр долгион гарч ирдэг бөгөөд тэдгээр нь хурцадмал хүч эсвэл таталцлын хүчнээс үүсдэг.

Иймд шингэн ба хийн дотор зөвхөн уртааш долгион үүсдэг бол хатуу биетэд уртааш болон хөндлөн долгион үүсдэг.

Долгионы тархалтын хурд нь орчны уян хатан шинж чанар ба түүний нягтаас хамаарна. Уртааш долгионы тархалтын хурд нь хөндлөн долгионы хурдаас 1.5 дахин их байдаг.

Нэг эх үүсвэрээс тархаж, хоёр долгион нь хүлээн авагчид өөр өөр цагт ирдэг. Уртааш ба хөндлөн долгионы тархалтын хугацааны зөрүүг хэмжсэнээр долгионы эх үүсвэрийн байршлыг (атомын дэлбэрэлт, газар хөдлөлтийн голомт гэх мэт) тодорхойлох боломжтой.

Нөгөөтэйгүүр, дэлхийн царцдас дахь долгионы тархалтын хурд нь долгионы эх үүсвэр ба хүлээн авагчийн хооронд байрлах чулуулгаас хамаардаг. Энэ нь дэлхийн царцдасын найрлагыг судлах, ашигт малтмал хайх геофизикийн аргуудын үндэс юм.

Хий, шингэн, хатуу биетүүдэд тархаж, хүний ​​мэдрэх уртааш долгионыг дууны долгион гэнэ. Тэдний давтамж нь 16-20,000 Гц, 16 Гц-ээс доош нь хэт авиа, 20,000 Гц-ээс дээш бол хэт авиан юм.

1927-28 онд ЗХУ-ын ШУА-ийн корреспондент гишүүн Соколов С.Я. хэт авианы долгионы металыг нэвтлэх чадварыг олж илрүүлж, хэт авианы согог илрүүлэх техникийг боловсруулж, 10 9 Гц давтамжтай анхны хэт авианы генераторыг бүтээжээ. 1945 онд тэрээр механик долгионыг харагдах гэрэл болгон хувиргах аргыг анхлан боловсруулж, хэт авианы микроскоп бүтээжээ.

Чичиргээний эх үүсвэрээс тархсан долгион нь сансар огторгуйн улам бүр шинэ хэсгүүдийг хамардаг.

Өгөгдсөн t хугацаанд хэлбэлзэл тархсан цэгүүдийн геометрийн байршлыг гэнэ. долгионы фронт.

Нэг үе шатанд хэлбэлзэж буй цэгүүдийн геометрийн байршлыг гэнэ долгионы гадаргуу.

Хязгааргүй тооны долгионы гадаргууг зурж болох боловч тэдгээрийн харагдах байдал нь өгөгдсөн долгионы хувьд ижил байна. Долгионы фронт нь тухайн цаг үеийн долгионы гадаргууг илэрхийлдэг.

Зарчмын хувьд долгионы гадаргуу нь ямар ч хэлбэртэй байж болох бөгөөд хамгийн энгийн тохиолдолд тэдгээр нь зэрэгцээ хавтгай эсвэл төвлөрсөн бөмбөрцгийн багц юм (Зураг 9).

Долгион гэж нэрлэдэг хавтгай, хэрэв түүний урд тал нь онгоц бол.

IN долгион гэж нэрлэдэг бөмбөрцөг хэлбэртэй, хэрэв түүний урд хэсэг нь бөмбөрцгийн гадаргуу юм.

IN Цэгэн эх үүсвэрээс нэгэн төрлийн изотроп орчинд тархаж буй долгион нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Эх үүсвэрээс их зайд бөмбөрцөг долгионыг хавтгай долгион гэж үзэж болно.

Гюйгенсийн зарчим: долгионы фронтын цэг бүр (өөрөөр хэлбэл, орчны хэлбэлзэх бөөмс бүр) нь хоёрдогч бөмбөрцөг долгионы эх үүсвэр болдог. Долгионы фронтын шинэ байрлалыг эдгээр хоёрдогч долгионы дугтуйгаар төлөөлдөг.

Энэ мэдэгдлийг 1690 онд Голландын эрдэмтэн Гюйгенс хийсэн байдаг. Үүний хүчинтэй байдлыг уян хатан орчны эзэлхүүн дэх бөмбөрцөг долгионыг дуурайдаг усны гадаргуу дээрх долгионы тусламжтайгаар дүрсэлж болно.

ба 1-ийн 1 - t 1 агшинд урд,

ба 2-д 2 - мөчид урд t 2.

Усны гадаргууг жижиг нүхтэй саадаар хааж, хавтгай долгионыг саад руу чиглүүлснээр саадын ард бөмбөрцөг долгион байгаа гэдэгт бид итгэлтэй байна (Зураг 10).

Гүйж байнаорон зайд энергийг дамжуулдаг долгион гэж нэрлэдэг.

Хэлбэлзэл нь гармоник шинж чанартай, Y тэнхлэг нь долгионы тархалтын чиглэлтэй давхцаж байна гэж үзээд аялагч хавтгай долгионы тэгшитгэлийг олцгооё.

Долгионы тэгшитгэл нь орчны хэлбэлзэж буй бөөмийн шилжилтийн координат ба цаг хугацаанаас хамаарах хамаарлыг тодорхойлдог.

Орчуулагчийн зарим бөөмийг оруулаарай IN(Зураг 11) зайд байрладаг цагтцэг дээр байрлах чичиргээний эх үүсвэрээс ТУХАЙ. Яг цэг дээр ТУХАЙТэнцвэрийн байрлалаас орчны бөөмийг нүүлгэн шилжүүлэх нь гармоник хуулийн дагуу явагддаг;

Хаана т- хэлбэлзлийн эхэн үеэс эхлэн тоологдсон цаг.

Яг цэг дээр CХаана
- долгион цэгээс гарах хугацаа Оцэгт хүрдэг C, - долгионы тархалтын хурд.

-Онгоцоор аялах долгионы тэгшитгэл.

Энэ тэгшитгэл нь шилжилтийн хэмжээг тодорхойлно Xкоординатаар тодорхойлогддог хэлбэлзлийн цэг цагт, ямар ч үед т.

Хавтгай долгион нь Y тэнхлэгийн эерэг чиглэлд тархдаггүй, харин эсрэг чиглэлд тархдаг бол

Учир нь долгионы тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно

Нэг үе шатанд хэлбэлзэж буй ойролцоох цэгүүдийн хоорондох зайг долгионы урт гэнэ.

Долгионы урт- орчны хэсгүүдийн хэлбэлзлийн үед долгион тархах зай, өөрөөр хэлбэл.

.

Учир нь

долгионы дугаар хаана байна.

Ерөнхийдөө
.

Гармоник чичиргээ.

Хэлбэлзэл нь давтагдах чадварын янз бүрийн түвшинд ялгаатай процессууд юм. Хэлбэлзлийн хөдөлгөөн ба түүнээс үүсэх долгион нь байгаль, технологид маш түгээмэл байдаг. Гүүрүүд дээгүүр нь өнгөрч буй галт тэрэгний нөлөөгөөр чичирч, чихний бүрхэвч чичирч, барилгын хэсгүүд чичирч, зүрхний булчин хэмнэлтэй агшдаг.

Дахин давтагдах үйл явцын физик шинж чанараас хамааран чичиргээг ялгадаг: механик, цахилгаан соронзон гэх мэт. Бид механик чичиргээг авч үзэх болно.

Саваанд бэхлэгдсэн m масстай их бие (бөмбөлөг), түүнийг тогтсон хананд холбосон хөшүүн чанар k пүршээс бүрдсэн хамгийн энгийн механик системийг авч үзье. OX тэнхлэгийг саваа дагуу чиглүүлье, координатын гарал үүсэл нь бөмбөлөгний төвтэй тохирч байвал пүрш нь хэв гажилтгүй байдалд байна. Бөмбөгийг тэнцвэрийн байрлалаас X 0 зайд шилжүүлье (1-р зургийг үз). Дараа нь пүршний талаас F=-kX 0 (1) уян харимхай хүч биед үйлчилнэ. Энэ хүч нь (1) тэгшитгэлээс харахад шилжилттэй пропорциональ бөгөөд шилжилтийн эсрэг чиглэлд чиглэнэ. Үүнийг сэргээх хүч гэж нэрлэдэг. Үүнээс гадна систем нь боломжит эрчим хүчний нөөцтэй болно
. Хэрэв та ачааллыг суллавал уян харимхай хүчний нөлөөн дор энэ нь тэнцвэрийн байрлал руу шилжиж эхлэх бөгөөд потенциал энерги нь буурч, кинетик энерги болж хувирна.
, нөхөн сэргээх хүч буурч, тэнцвэрийн байрлалд тэгтэй тэнцэх боловч бие тэнцвэрийн байрлалд зогсохгүй, харин инерцээр хөдөлнө. Түүний кинетик энерги нь боломжит энерги болж хувирч, нөхөн сэргээх хүч нэмэгдэж эхлэх боловч түүний чиглэл эсрэгээр өөрчлөгдөнө. Системд хэлбэлзэл үүсэх болно. Хөдөлгөөний хэлбэлзлийн үед тухайн цаг хугацааны аль ч мөчид биеийн байрлал нь тэнцвэрийн байрлалаас хол зайд тодорхойлогддог бөгөөд үүнийг шилжилт гэж нэрлэдэг. Чичиргээний янз бүрийн төрлүүдийн дотроос хамгийн энгийн хэлбэр нь гармоник чичиргээ, i.e. Синус эсвэл косинусын хуулийн дагуу хэлбэлзэх хэмжигдэхүүн нь цаг хугацаанаас хамаарч өөрчлөгддөг нэг.

1. Норгогдоогүй гармоник хэлбэлзэл.

m масстай биеийг тэнцвэрийн байрлалд (сэргээх хүч) буцаах хандлагатай, тэнцвэрийн байрлалаас нүүлгэн шилжүүлэхтэй пропорциональ хүч үйлчилнэ, өөрөөр хэлбэл. уян хатан хүч F UPR = -kX. Хэрэв үрэлт байхгүй бол биеийн хувьд Ньютоны хоёр дахь хуулийн тэгшитгэл нь:

;
эсвэл
.

гэж тэмдэглэе
, бид авдаг
. (1)

Тэгшитгэл (1) нь тогтмол коэффициент бүхий 2-р эрэмбийн шугаман нэгэн төрлийн дифференциал тэгшитгэл юм. (1) тэгшитгэлийн шийдэл нь чөлөөт эсвэл байгалийн уналтгүй хэлбэлзлийн хууль болно.

,

Энд A нь далайц гэж нэрлэгддэг тэнцвэрийн байрлалаас хамгийн том хазайлтын утга (далайц нь тогтмол, эерэг утга);
- хэлбэлзлийн үе шат; - эхний үе шат.

Г График саармагжуулаагүй хэлбэлзлийг 2-р зурагт үзүүлэв.

T – хэлбэлзлийн үе (нэг бүрэн хэлбэлзлийн хугацааны интервал);
, Хаана - дугуй эсвэл мөчлөгийн давтамж;
, ν-ийг хэлбэлзлийн давтамж гэж нэрлэдэг.

Гармоник хэлбэлзлийн үед материалын цэгийн хурдыг олохын тулд шилжилтийн илэрхийллийн деривативыг авах шаардлагатай.

Хаана
- хамгийн дээд хурд (хурдны далайц). Энэ илэрхийллийг ялгаж үзвэл бид хурдатгалыг олно:

Хаана
- хамгийн их хурдатгал.

1. Норгосон гармоник хэлбэлзэл.

Бодит нөхцөлд хэлбэлзлийн системд сэргээх хүчнээс гадна үрэлтийн хүч (дунд эсэргүүцлийн хүч) байх бөгөөд бага хурдтай үед биеийн хурдтай пропорциональ байна.
, энд r нь эсэргүүцлийн коэффициент юм. Хэрэв бид нөхөн сэргээх хүч ба үрэлтийн хүчийг харгалзан үзэхээр хязгаарлавал хөдөлгөөний тэгшитгэл дараах хэлбэртэй болно.
эсвэл
, m-д хуваахад бид дараахь зүйлийг авна.
, илэрхийлдэг
,
, бид авах:
. Энэ тэгшитгэлийг тогтмол коэффициент бүхий хоёр дахь эрэмбийн шугаман нэгэн төрлийн дифференциал тэгшитгэл гэж нэрлэдэг. Энэ тэгшитгэлийн шийдэл нь чөлөөт уналттай хэлбэлзлийн хууль байх ба дараах хэлбэртэй байна: .

Тэгшитгэлээс далайц нь тодорхой байна
тогтмол биш, харин цаг хугацаанаас хамаарах ба экспоненциал хуулийн дагуу буурдаг. Даралтгүй хэлбэлзлийн хувьд ω утгыг дугуй давтамж гэж нэрлэдэг.
, Хаана
- сулралтын коэффициент;

-анхны үе шат.

Графикаар саармагжуулсан хэлбэлзлийг 3-р зурагт үзүүлэв.

ТУХАЙ хэлбэлзлийн хугацааг хязгаарлацгаая
эсвэл
, энэ нь эсэргүүцэл нь ач холбогдолгүй тохиолдолд л систем дэх хэлбэлзэл үүсч болохыг харуулж байна
. Хэлбэлзлийн хугацаа бараг тэнцүү байна
.

Норгосны коэффициент нэмэгдэхийн хэрээр хэлбэлзлийн хугацаа нэмэгдэнэ
хязгааргүйд шилждэг. Хөдөлгөөн нь үе үе байхаа болино. Тэнцвэрийн байрлалаас хасагдсан систем нь хэлбэлзэлгүйгээр тэнцвэрт байдалд буцдаг. Ийм хөдөлгөөнийг апериод гэж нэрлэдэг.

Апериод хөдөлгөөний үед системийн тэнцвэрт байдал руу буцах тохиолдлуудын нэгийг Зураг 4-т үзүүлэв. Заасан муруйны дагуу хүний ​​мэдрэлийн утаснуудын мембран дээрх цэнэг буурдаг.

Хэлбэлзлийн бууралтын хурдыг тодорхойлохын тулд сулралтын коэффициент гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн.
. Хэлбэлзлийн далайц ve дахин багасах τ хугацааг олцгооё.

, өөрөөр хэлбэл

хаанаас βτ=1, тиймээс . Сунгах коэффициент нь далайц нь ve дахин багасах хугацааны урвуу утга юм. Хугацаагаар ялгаатай цаг хугацааны моментуудтай харгалзах далайцын утгын харьцаа нь тэнцүү байна.
Норгосны бууралтыг, түүний логарифмыг логарифмын бууралт гэж нэрлэдэг.

.

Чөлөөт чичиргээ нь эрчим хүчний алдагдлаас (үрэлт, хүрээлэн буй орчны эсэргүүцэл, цахилгаан гүйдэл дамжуулагчийн эсэргүүцэл гэх мэт) үргэлж чийгтэй байдаг. Үүний зэрэгцээ, технологи болон физик туршилтын аль алинд нь унтрахгүй хэлбэлзлийг яаралтай авах шаардлагатай байдаг бөгөөд систем нь огт хэлбэлзэж байх үед давтамж нь ижил хэвээр байна. Ийм хэлбэлзлийг хэрхэн олж авдаг вэ? Эрчим хүчний алдагдлыг үе үе гадны хүчний ажлын үр дүнд нөхдөг албадан хэлбэлзэл нь унтрахгүй гэдгийг бид мэднэ. Гэхдээ гадны тогтмол хүч хаанаас ирдэг вэ? Эцсийн эцэст энэ нь эргээд ямар нэгэн уналтгүй хэлбэлзлийн эх үүсвэрийг шаарддаг.

Тогтмол эрчим хүчний эх үүсвэрийн улмаас хэлбэлзэлээ хадгалж чаддаг төхөөрөмжүүд нь саармаггүй хэлбэлзлийг үүсгэдэг. Ийм төхөөрөмжийг өөрөө хэлбэлздэг систем гэж нэрлэдэг.

Зураг дээр. 55-т ийм төрлийн цахилгаан механик төхөөрөмжийн жишээг үзүүлэв. Жин нь пүрш дээр өлгөгдсөн бөгөөд энэ пүршний савлуур хэлбэлзэх үед доод үзүүр нь мөнгөн устай аяганд дүрдэг. Зайны нэг туйл нь дээд талын булагтай, нөгөө нь мөнгөн усны аягатай холбогддог. Ачаалал буурах үед цахилгаан хэлхээг хааж, гүйдэл нь пүршээр дамждаг. Гүйдлийн соронзон орны ачаар булгийн ороомог бие биенээ татаж эхэлдэг, хавар шахагдаж, ачаалал дээшээ түлхэлт авдаг. Дараа нь контакт эвдэрч, ороомог чангарахаа больж, ачаалал дахин унаж, бүх процесс дахин давтагдана.

Ийнхүү өөрөө унтардаг пүршний савлуурын хэлбэлзэл нь савлуурын хэлбэлзлээс үүссэн үе үе цочролоор хадгалагдана. Түлхэх бүрт батарей нь эрчим хүчний тодорхой хэсгийг ялгаруулж, нэг хэсэг нь ачааллыг өргөхөд зарцуулагддаг. Систем нь өөрөө түүнд нөлөөлж буй хүчийг хянаж, эх үүсвэр болох батерейгаас эрчим хүчний урсгалыг зохицуулдаг. Цаг хугацаа бүрт батарейгаас үрэлт болон бусад алдагдалд зарцуулсан энергийг зарцуулдаг тул хэлбэлзэл нь яг тодорхой унтардаггүй. Эдгээр уналтгүй хэлбэлзлийн хугацааны хувьд энэ нь хавар дээрх ачааллын байгалийн хэлбэлзлийн үетэй бараг давхцдаг, өөрөөр хэлбэл хаврын хөшүүн чанар ба ачааллын массаар тодорхойлогддог.

Цагаан будаа. 55. Пүршний ачааны өөрөө хэлбэлзэл

Үүний нэгэн адил алхны унтрахгүй хэлбэлзэл нь цахилгаан хонхонд тохиолддог бөгөөд цорын ганц ялгаа нь алх дээр суурилуулсан арматурыг татдаг тусдаа цахилгаан соронзонгоор үе үе цохилт үүсгэдэг. Үүнтэй адилаар дууны давтамжтай өөрөө хэлбэлзлийг олж авах боломжтой, жишээлбэл, тааруулагчийн унтрахгүй хэлбэлзлийг өдөөх боломжтой (Зураг 56). Тохируулагчийн хөл нь салгах үед контакт 1 хаагдана; гүйдэл нь цахилгаан соронзон 2-ын ороомогоор дамжин өнгөрч, цахилгаан соронзон нь тааруулагчийн хөлийг чангална. Энэ тохиолдолд контакт нээгдэж, дараа нь бүх мөчлөг давтагдана.

Цагаан будаа. 56. Тохируулагчийн өөрөө хэлбэлзэл

Хэлбэлзэл ба түүний зохицуулж буй хүчний хоорондох фазын ялгаа нь хэлбэлзэл үүсэхэд маш чухал юм. Тохируулагчийн хөлний гадна талаас 1-р контактыг дотогшоо шилжүүлье. Одоо хаагдах нь хөл нь салгах үед биш, харин хөл ойртох үед тохиолддог, өөрөөр хэлбэл цахилгаан соронзон асаах мөч өмнөх туршилттай харьцуулахад хагас хугацаагаар урагшилдаг. Энэ тохиолдолд тохируулагч сэрээ нь тасралтгүй асаалттай цахилгаан соронзонгоор байнга шахагдах болно, өөрөөр хэлбэл хэлбэлзэл огт гарахгүй гэдгийг харахад хялбар байдаг.

Цахилгаан механик өөрөө хэлбэлздэг системийг технологид маш өргөн ашигладаг боловч цэвэр механик өөрөө хэлбэлздэг төхөөрөмжүүд нь нийтлэг бөгөөд чухал биш юм. Ямар ч цагны механизмыг зааж өгөхөд хангалттай. Савлуур эсвэл цаг тэнцвэржүүлэгчийн унтрахгүй хэлбэлзэл нь өргөгдсөн жингийн потенциал энерги эсвэл шархны пүршний уян хатан энергиээр дэмжигддэг.

Галилео-Гюйгенсийн дүүжин цагны ажиллах зарчмыг 57-р зурагт үзүүлэв (§ 11). Энэ зураг нь зангуу хэсэг гэж нэрлэгддэг хэсгийг харуулж байна. Ташуу шүдтэй дугуй 1 (гүйлтийн дугуй) нь шүдтэй хүрдэнд хатуу бэхлэгдсэн бөгөөд түүгээр дамжуулан 2-р жинтэй гинжийг дүүжин 3-т хөндлөвч 4 (зангуу) холбож, тэдгээрийн төгсгөлд тавиурууд 5 байна. тогтмол - савлуурын тэнхлэг дээр төвтэй дугуй хэлбэртэй муруй ялтсууд 6. Зангуу нь гүйлтийн дугуйг чөлөөтэй эргүүлэхийг зөвшөөрдөггүй, харин дүүжингийн хагас үе тутамд зөвхөн нэг шүдийг эргүүлэх боломжийг олгодог. Гэхдээ гүйлтийн дугуй нь дүүжин дээр ажилладаг, тухайлбал гүйлтийн дугуйны шүд нь зүүн эсвэл баруун тавиурын муруй гадаргуутай шүргэлцэж байх үед дүүжин нь түлхэлт хүлээн авдаггүй бөгөөд үрэлтийн улмаас бага зэрэг удааширдаг. Гэхдээ гүйлтийн дугуйны шүд нь тавиурын төгсгөлд "цохих" үед дүүжин нь түүний хөдөлгөөний чиглэлд түлхэлт авдаг. Тиймээс дүүжин нь уналтгүй хэлбэлзэл үүсгэдэг, учир нь тодорхой байрлалд өөрөө гүйлтийн дугуйг хүссэн чиглэлд түлхэх боломжийг олгодог. Эдгээр цочрол нь үрэлтэд зарцуулсан энергийг нөхдөг. Энэ тохиолдолд хэлбэлзлийн хугацаа нь савлуурын байгалийн хэлбэлзлийн үетэй бараг давхцдаг, өөрөөр хэлбэл түүний уртаас хамаарна.

Цагаан будаа. 57. Цагийн механизмын диаграмм

Өөрөө хэлбэлзэл гэдэг нь мөн нумын үйлчлэлээр утсан чичиргээ юм (төгөлдөр хуур, босоо ятга, гитар болон бусад нумгүй чавхдаст хөгжмийн зэмсгүүдийн чөлөөт чичиргээнээс ялгаатай нь нэг түлхэлт эсвэл түлхэлтээр өдөөгддөг); өөрөө хэлбэлзэл нь үлээвэр хөгжмийн зэмсгийн чимээ, уурын хөдөлгүүрийн поршений хөдөлгөөн болон бусад олон үечилсэн процессууд юм.

Өөрөө хэлбэлзлийн нэг онцлог шинж чанар нь тэдгээрийн далайц нь чөлөөт хэлбэлзэлтэй адил анхны хазайлт эсвэл түлхэлтээр бус системийн шинж чанараар тодорхойлогддог явдал юм. Жишээлбэл, цагны савлуур хэт их хазайсан бол үрэлтийн алдагдал нь ороомгийн механизмын энергийн оролтоос их байх ба далайц буурах болно. Эсрэгээр, далайц багасвал гүйлтийн дугуйгаар дүүжинд өгөх илүүдэл энерги нь далайцыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Эрчим хүчний хэрэглээ, нийлүүлэлт тэнцвэртэй байх далайц автоматаар тогтоогдоно.

1. 
   Биомеханикийн элементүүд 5
2. 
   Механик чичиргээ 14
3. 
   Сонсголын биофизик. Дуу. Хэт авиан 17
4. 
   Цусны эргэлтийн биофизик 21
5. 
   Эд эрхтний цахилгаан шинж чанар 28
6. 
   Электрокардиографи. Реографи 33
7. 
   Цахилгаан эмчилгээний үндэс 36
8. 
   Харааны биофизик. Оптик хэрэгсэл 40

2.0 Рентген туяа 49

2.1 Цацрагийн физикийн элементүүд. Дозиметрийн үндэс 54

3. Диадинамик нь бага давтамжийн гүйдлийн өвдөлт намдаах, antispasmodic нөлөөг эмийн зориулалтаар, жишээлбэл, биеийн цусны эргэлтийг сайжруулахад ашигладаг хамгийн алдартай цахилгаан эмчилгээний төхөөрөмжүүдийн нэг юм. Уг процедурыг зөвхөн эмчийн зааж өгсөн байдаг, үргэлжлэх хугацаа 3-6 минут (цочмог өвчний үед өдөр бүр, архаг өвчний үед долоо хоногт 3 удаа 5-6 минут).

Заалт: булчингийн тогтолцооны өвчин, ялангуяа үе мөчний өвдөлт ба

Нуруу

Цахилгаан унтах гэдэг нь бага буюу дууны давтамжтай (1-130 Гц), тэгш өнцөгт хэлбэртэй, бага хүч чадал (2-3 мА хүртэл), хүчдэл (50 В хүртэл) бүхий импульсийн гүйдлийг ашигладаг цахилгаан эмчилгээний арга бөгөөд нойрмоглох, нойрмоглох, дараа нь янз бүрийн гүн, үргэлжлэх хугацаатай унтдаг.
Заалт: дотоод эрхтний өвчин (зүрхний архаг ишемийн өвчин, цусны даралт ихсэх, гипотензи, хэрх, ходоод, арван хоёр нугасны шархлаа, гипотиреодизм, тулай), мэдрэлийн тогтолцооны өвчин (эхний үе шатанд тархины судасны атеросклероз, тархины гэмтэл, тархины гипотензи) хам шинж, мигрень, неврастения, астеник синдром, маник-сэтгэл гутралын психоз, шизофрени).

Амплипульс эмчилгээ нь синусоид модуляцлагдсан гүйдлийг эмчилгээ, урьдчилан сэргийлэх, нөхөн сэргээх зорилгоор ашиглахад суурилсан цахилгаан эмчилгээний аргуудын нэг юм.

Норгогдоогүй гармоник хэлбэлзэл

Гармоник чичиргээ нь Хукийн хуулиар тодорхойлсон уян харимхай эсвэл уян харимхай (уянтай төстэй) хүчний үйл ажиллагааны дор үүсдэг.

Хаана ^ Ф- уян хатан хүч;

X – хэвийсэн байдал;

к– уян хатан чанар буюу хөшүүн байдлын коэффициент.

Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу
, Хаана А- хурдатгал, А =
.

(2).

Тэгшитгэл (2) - уналтгүй гармоник хэлбэлзлийн дифференциал тэгшитгэл.

Үүний шийдэл нь: эсвэл .
^ Даралтгүй гармоник хэлбэлзлийн шинж чанарууд:

X- нүүлгэн шилжүүлэлт; А- далайц; Т- хугацаа; - давтамж; - мөчлөгийн давтамж, - хурд; - хурдатгал, - үе шат; 0 - эхний үе шат, E - бүрэн энерги.

Томъёо:

- хэлбэлзлийн тоо, – N хэлбэлзэл үүсэх хугацаа;

, ; эсвэл ;

эсвэл ;

– унтрахгүй гармоник хэлбэлзлийн үе шат;

- гармоник чичиргээний нийт энерги.

Норгосон гармоник хэлбэлзэл

Тербеллийн хөдөлгөөнд оролцдог бодит системд үрэлтийн (эсэргүүцлийн) хүч үргэлж байдаг.

, - эсэргүүцлийн коэффициент;
- хурд.

.

Дараа нь бид Ньютоны хоёр дахь хуулийг бичнэ.

Бид (2) тэгшитгэлийг дараах хэлбэрээр бичнэ.

(3)

Түүний шийдэл хаана байна

- цаг хугацааны эхний мөчид хэлбэлзлийн далайц;

– суларсан хэлбэлзлийн мөчлөгийн давтамж.

Хэлбэлзлийн далайц нь экспоненциал хуулийн дагуу өөрчлөгддөг.

.

Цагаан будаа. 11. Хуваарь x= е(т)

Цагаан будаа. 12. Хуваарь А т = е(т)

1)
- суларсан хэлбэлзлийн хугацаа; 2) – суларсан хэлбэлзлийн давтамж; - хэлбэлзлийн системийн байгалийн давтамж;

3) логарифмын сулралын бууралт (далайцын бууралтын хурдыг тодорхойлдог):
.

^ Албадан чичиргээ

Даралтгүй хэлбэлзлийг олж авахын тулд гадны хүчний үйл ажиллагаа шаардлагатай бөгөөд түүний ажил нь эсэргүүцлийн хүчнээс үүссэн хэлбэлзлийн системийн энергийн бууралтыг нөхөх болно. Ийм хэлбэлзлийг албадан гэж нэрлэдэг.

Гадаад хүчний өөрчлөлтийн хууль:
, Хаана - гадны хүчний далайц.

Бид Ньютоны хоёр дахь хуулийг хэлбэрээр бичдэг

Тэмдэглэгээг танилцуулъя
.

Албадан хэлбэлзлийн тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

Тогтвортой төлөвт энэ тэгшитгэлийн шийдэл нь:

,

Хаана

(4)

– албадан хэлбэлзлийн давтамж.

Томъёогоор (4), хэзээ
, далайц нь хамгийн их утгад хүрнэ. Энэ үзэгдлийг резонанс гэж нэрлэдэг.

^ 1.3 Сонсголын биофизик. Дуу. Хэт авиан.

Долгионуян харимхай орчинд чичиргээ тархах үйл явц юм.

Долгионы тэгшитгэлДолгионы процесст оролцож буй хэлбэлзэх цэгийн шилжилт нь түүний тэнцвэрийн байрлал ба цаг хугацааны координатаас хамаарах хамаарлыг илэрхийлнэ. С = е (x ; т).

Хэрэв S ба X нь ижил шулуун шугамын дагуу чиглэсэн байвал долгион болно уртааш, хэрэв тэдгээр нь харилцан перпендикуляр байвал долгион хөндлөн

"0" цэг дээрх тэгшитгэл иймэрхүү харагдаж байна
. Долгионы фронт нь цаг хугацааны хоцрогдолтой "x" цэгт хүрнэ
.

Долгионы тэгшитгэлшиг харагдаж байна
.

Долгионы шинж чанар:

С- нүүлгэн шилжүүлэлт, А– далайц, – давтамж, Т– үе, – мөчлөгийн давтамж, - хурд.

- долгионы үе шат, - долгионы урт.

Долгионы уртнь ижил цаг мөчид фазууд нь ялгаатай хоёр цэгийн хоорондох зай юм
.

^ Долгионы фронт– нэгэн зэрэг ижил үе шаттай цэгүүдийн багц.

Эрчим хүчний урсгалЭнэ нь тодорхой гадаргуугаар долгионоор дамжсан энергийн энэ энергийг дамжуулах хугацааны харьцаатай тэнцүү байна.

,
.

Эрчим хүч:
, – дөрвөлжин,
.

Энэ чиглэлд перпендикуляр нэгж талбайгаар долгионы энергийн урсгалтай тэнцүү долгионы тархалтын чиглэлийг харуулсан эрчмийн векторыг гэнэ. Умов вектор.

- бодисын нягт.
Дууны долгион

Дуудавтамж нь хязгаарт оршдог механик долгион,
- хэт авиа,
- хэт авиан.

Хөгжмийн аялгуу байдаг (энэ нь нэг давтамжтай монохромат долгион юмуу эсвэл салангид давтамж бүхий энгийн долгионоос бүрддэг - нарийн төвөгтэй аялгуу).

^ Дуу чимээтасралтгүй спектртэй, эмх замбараагүй өөрчлөгддөг далайц, давтамжтай механик долгион юм.

Байна
, байхад
.

. 1 децибел (дБ)эсвэл 1 дэвсгэр = 0.1 B.

Давтамжаас чанга дууны хамаарлыг туршилтаар олж авсан ижил чанга байдлын муруйг ашиглан харгалзан үздэг бөгөөд сонсголын согогийг үнэлэхэд ашигладаг. Сонсголын хурц байдлыг хэмжих аргыг нэрлэдэг аудиометри. Чанга хэмжих төхөөрөмжийг дууддаг дууны түвшний хэмжигч. Дууны түвшний түвшин 40-60 дБ байх ёстой.