Общие свойства гармонических колебаний. Задачи для самостоятельного решения

Физика колебаний Электромагнитные волны

Свет как электромагнитная волна. Скорость света. Интерференция света. Когерентность. Дифракция света. Дифракционная решетка. Поляризация света. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Дисперсия света. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое применение. Формула тонкой линзы. Оптические приборы. Разрешающая способность оптических приборов.

Музыкальный камертон имеет собственную частоту колебаний n = 1000 Гц. Через какое время громкость его звучания уменьшится в п = 106 раз, если логарифмический декремент затухания равен g = 0,0006?

Последовательный резонансный колебательный контур состоит из конденсатора емкости С, катушки индуктивности L, сопротивления, равного критическому для данного конту­ра и ключа. При разомкнутом ключе конденсатор зарядили до на­пряжения U0 после чего ключ замкнули. Найдите ток I в контуре как функцию времени t. Чему равна при этом максимальная сила тока в контуре Imax?

Найдите закон изменения заряда на конденсаторе для контура, показанного на рисунке. Параметры контура С, L и R считать известными. Определите, при каком значении активного сопротивления R затухающие колеба­ния переходят в релаксацию.

Вынужденные колебания.

Наибольший практический интерес представляют вынужденные колебания при внешнем гармоническом воздействии – силы F(t) = Fm×coswt в случае механической колебательной системы. В этом случае в уравнении, описывающем колебательный процесс, в правой части появляется соответствующая гармоническая функция:

, (5.1)

(Fm = fm/m) а его частное решение имеет вид:

x(t) = A×cos(wt – a). (5.2) Задачи для самостоятельного решения

Наблюдение интерференции с помощью бипризмы. Бипризма представляет собой две тонкие призмы с общим основанием. Если угол призмы j мал, то угол преломления такой призмы q при нормальном падении луча света равен q = j×(n - 1), где n - показатель преломления призмы. Можно показать, что при малых  углах падения света на плоскую грань призмы угол преломления будет определяться тем же выражением. Если поместить точечный источник света S или источник в виде святящейся щели на некотором расстоянии от бипризмы, то возникнут два мнимых изображения этого источника S1 и S2 на расстоянии b от бипризмы (см. рис.8.6). Расстояние между S1 и S2 определяется выражением:

Такое колебательное движение будет иметь место в системе по истечению времени установления вынужденных колебаний t >> 1/b, когда собственные колебания затухнут. Обратим внимание на то, что вынужденные колебания происходят на частоте вынуждающего воздействия w и имеют по отношению к нему фазовое запаздывание a. Величина амплитуды А и a зависят от соотношения частот вынуждающего воздействия w и собственных колебаний w0. Найдем выражения для величин  и :

  = –Aw×sin(wt – a) = Aw×cos(wt – a + p/2). (5.3)

  = –Aw2×cos(wt – a) = Aw2×cos(wt – a + p). (5.4)

Как видим, эти величины опережают x(t) на p/2 и p, соответственно.

Практическое занятие № 13. Описание реальных систем. Реальные газы. Пределы применимости законов идеального газа. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Жидкости. Особенности молекулярно-кинетического строения жидкостей. Ближний порядок в молекулярном строении жидкостей. Явление поверхност-ного натяжения. Капиллярные методы дефектоскопии поверхности. Жидкие кристаллы и их применение в индикаторах информации. Функции распределения. Распределение Максвелла-Больцмана для моле-кул идеального газа по энергиям теплового движения Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям. Распределение Больцма-на. Барометрическая формула. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Связь между коэф-фициентами переноса. Статистическое описание квантовой системы. Функции распределения Бо-зе и Ферми.

Индукция магнитного поля. Сила Ампера. Сила Лоренца. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца. Электроизмерительные приборы. Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества. Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Пространство и время в специальной теории относительности. Полная энергия. Энергия покоя. Релятивистский импульс. Связь полной энергии с импульсом и массой тела. Дефект массы и энергия связи.
Переменный ток