ტექნოლოგიური პროგრესი ხორციელდება ფიზიკური ფენომენების შესწავლით, აღმოჩენებით კვანტურ ველში და სხვა სფეროებში. პარალელურად იგონებენ ახალ მოწყობილობებს და ხელსაწყოებს, რომელთა საშუალებითაც შესაძლებელია სხვადასხვა კვლევების ჩატარება და მიკროსამყაროს ფენომენების ახსნა. ერთ-ერთი ასეთი მექანიზმია ჰარმონიული ოსცილატორი, რომლის პრინციპი იცოდნენ უძველესი ცივილიზაციების წარმომადგენლებმაც.
მოწყობილობა და მისი ტიპები
ჰარმონიული ოსცილატორი არის მოძრაობაში მყოფი მექანიკური სისტემა, რომელიც აღწერილია წრფივი დიფერენციალური განტოლებით მუდმივი მნიშვნელობის კოეფიციენტებით. ასეთი მოწყობილობების უმარტივესი მაგალითია წონა ზამბარაზე, ქანქარა, აკუსტიკური სისტემები, მოლეკულური ნაწილაკების მოძრაობა და ა.შ.
პირობითად შეიძლება განვასხვავოთ ამ მოწყობილობის შემდეგი ტიპები:
-
ხაზოვანი ჰარმონიული ოსცილატორი მარტივი ჰარმონიული ოსცილატორი - აქდასვენების მდგომარეობიდან მოხსნისას სისტემა იმყოფება F ძალის მოქმედების ქვეშ, რომელიც შეიძლება გამოიხატოს ფორმულით F=-kx, სადაც k არის ამ სისტემის სიხისტის კოეფიციენტი, x არის გადაადგილება. ამ შემთხვევაში F არის ერთადერთი კომპონენტი, რომელიც გავლენას ახდენს რხევებზე.
- წრფივი ჰარმონიული ოსცილატორი - აქ მოძრაობა ხდება ერთ სიბრტყეში სწორი გზის გასწვრივ. ამ სისტემას ასევე უწოდებენ ერთგანზომილებიანს, რხევები ხორციელდება კვაზი-ელასტიური ხასიათის ძალის მოქმედებით.
- Damped მოდელი - აქ სისტემაზე ასევე მოქმედებს ხახუნის ძალა, რომელიც მიმართულია მოძრაობის წინააღმდეგ და მოქმედებს ამ რხევის სიჩქარის პროპორციულად. ამ შემთხვევაში, დემპინგის პროცესი ჩვეულებრივ ხასიათდება პარამეტრით, რომელსაც არ აქვს განზომილება და ეწოდება ხარისხის ფაქტორი. ეს მნიშვნელობა არის სისტემის თვისება, რომელიც განსაზღვრავს ენერგიის რეზერვის თანაფარდობას მის დანაკარგებთან რხევის ერთ პერიოდში.
მოწყობილობის გამოყენება
ეს მოწყობილობა გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში, ძირითადად რხევითი სისტემების ბუნების შესასწავლად. კვანტური ჰარმონიული ოსცილატორი გამოიყენება ფოტონის ელემენტების ქცევის შესასწავლად. ექსპერიმენტების შედეგები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა სფეროში. ამრიგად, ამერიკული ინსტიტუტის ფიზიკოსებმა დაადგინეს, რომ ბერილიუმის ატომებს, რომლებიც მდებარეობენ ერთმანეთისგან საკმაოდ დიდ მანძილზე, შეუძლიათ ურთიერთქმედება კვანტურ დონეზე. ამავდროულად, ამ ნაწილაკების ქცევა მაკროკოსმოსში არსებული სხეულების (ლითონის ბურთების) მსგავსია, რომლებიც მოძრაობენ წინდაბრუნების თანმიმდევრობით, ჰარმონიული ოსცილატორის მსგავსი. იონებიბერილიუმი, ფიზიკურად დიდი მანძილების მიუხედავად, ცვლიდა ენერგიის უმცირეს ერთეულებს (კვანტებს). ეს აღმოჩენა შესაძლებელს ხდის IT ტექნოლოგიების მნიშვნელოვან წინსვლას და ასევე იძლევა ახალ გადაწყვეტას კომპიუტერული აღჭურვილობისა და ელექტრონიკის წარმოებაში.
მუსიკალური ნაწარმოებების შეფასებისას გამოიყენება ჰარმონიული ოსცილატორი. ამ მეთოდს ეწოდება სპექტროსკოპიული გამოკვლევა. ამავე დროს, აღმოჩნდა, რომ ყველაზე სტაბილური სისტემა არის ოთხი მუსიკოსის კომპოზიცია (კვარტეტი). და თანამედროვე ნამუშევრები ძირითადად ანჰარმონია.
