Учебные заметки

КОЛЕБАНИЯ,  ВОЛНЫ, ЗВУК

С колебаниями мы встречаемся при изучении самых различных физических явлений: звука, света, переменных токов, радиоволн, ка­чаний маятников и т.д. И в организме человека колеба­тельное движе­ние встречается довольно часто. Это изменение температуры, давле­ния, содержа­ния форменных элементов крови и других биологичес­ких жидкостей, механические смещения сердца, легких, грудной клет­ки в процессе жизнедеятельности организма, элек­трические колеба­ния в органах и тканях при их возбуждении и многие другие. Характе­ристики перечисленных колебаний могут регистриро­ваться без вме­шательства в деятельность орга­низма. Но, т.к. они непосредственно связаны с физиологическими процессами, происходящими в орга­нах и тканях, то их используют в диагно­стических целях. Кроме того, на организм действуют внешние факторы: вибрация, колеба­ния тем­пературы и давления окружающей среды, лечебные воздействия, ко­торые необходимо учитывать при профилактике, диагностике и лече­нии. Поэтому основные параметры и понятия колебательных про­цессов врачу необхо­димо знать.

Любые отклонения физического тела или параметра его со­стояния, то в одну, то в другую сторону от положения равновесия называется колебательным движением или просто колебанием.

Колебательное движение называется перио­дическим, если зна­чения физических величин, изменяющихся в процессе колебаний, по­вторяются через равные промежутки вре­мени.

Несмотря на большое разнообразие колебатель­ных процессов, как по физической природе, так и по степени сложности, все они совершаются по некоторым общим закономерностям и могут быть сведены к совокупности простейших периодических колебаний, на­зываемых гармо­ническими.

Гармоническими называются колебания, совершающиеся по закону sin или cos.

s = Asin (ωt +φ₀), s = Acos (ωt +φ₀)

Они совершаются под действием квазиупругих сил, т.е. сил, пропор­циональных смещению

F = -kx

Основными характеристиками колебаний являются:

1. Смещение (s) — это расстояние, на которое отклоняется ко­леблющаяся система в данный момент времени, от положения рав­новесия.

2. Амплитуда (А) — максимальное смещение.

3. Период (Т) — время одного полного колеба­ния.

4. Линейная частота (v) — это число колебаний в единицу време­ни, измеряется в Гц – это одно колебание в сек. v = 1/Т.

5. Циклическая или круговая частота (ω).