Понятие о колебательных процессах

Колебанием называют всякое движение или изменение состояния, характеризуемое определенной степенью повторяемости во времени значений физических величин, определяющих это движение или состояние.

Колебания лежат в основе целого ряда процессов: распространения света, звука, возникновения и распространения радиоволн, сейсмических волн, переменных токов, вибраций и т.д.

В физике выделяются колебания механические (колебания маятников: пружинного, математического, физического и др.), электромагнитные (колебания напряжений и токов в колебательных контурах и электрических цепях) и смешанные (в устройствах, преобразующих энергию механических колебаний в электрическую и наоборот).

Было установлено, что в колебаниях различной физической природы обнаруживаются одни и те же закономерности, которые исследуются общими методами. Поэтому возможен единый подход к колебаниям различной физической природы, основанный на общих свойствах и закономерностях колебательных процессов.

Колебания называют периодическими, если значения изменяющихся величин повторяются через равные промежутки времени.

Среди бесчисленного множества различных видов периодического движения простейшими являются гармонические колебания.

Колебание называется гармоническим, если изменение физических величин происходит по закону синуса или косинуса:

(1.58)

Система, математическая запись закона движения которой имеет вид (1.58), называется одномерным классическим гармоническим осциллятором.

К числу классических систем, аналогичных гармоническому осциллятору, можно отнести груз на пружине, математический и физический маятники, электрический контур, состоящий из катушки индуктивности и емкости и т.д.