Общие свойства гармонических колебаний. Задачи для самостоятельного решения

Физика колебаний Электромагнитные волны

Колебания и волны Колебания как частный случай движения, условия появления колебаний. Уравнение движения пружинного маятника и его решение. Гармоническое колебание и его характеристики. Уравнение движения физического маятника и его решение, математический маятник. Энергия гармонических колебаний. Вынужденные колебания и явление резонанса. Резонанс как проявление бифуркации. Автоколебания. Примеры проявления резонансных и автоколебательных явлений в живых организмах и технике. Резонансная передача энергии в системе одинаковых связанных маятников.

Примеры решения задач

Считая, что на внешнее излучение уходит 5% мощности СВЧ печи, определить безопасное расстояние, на котором можно находиться вблизи печи, если допустимая плотность потока энергии 103 мкВт\см2 при работе печи не более 20 мин. СВЧ - печь считать за точечный источник излучения мощностью 1 кВт

Дано:

S0 = 10 мкВт/см2 = 10·10-6 ·104= 0,1 Вт/м2 Элементы статистической физики Основы физики

h = 5%=0,05 

Р0 = 1 кВт = 103 Вт

______________

Найти r > r0

Если считать печь точечным источником излучения, то энергия приходящаяся на единицу площади в единицу времени (т.е. плотность потока энергии или плотность мощности) на расстоянии r равна:

При продолжительности воздействия излучения не более 20 минут санитарные нормы ограничивают плотность потока энергии не более S0 = 0.1Вт/м2.

Это означает, что находиться около источника можно только на расстояниях, на которых модуль вектора излучения Умова - Пойнтинга (плотность потока энергии) будет меньше, чем S0 .

S (r) < S0 .

  < S0

 ______________ 

r > r0 = Ö h Ро / 4p S0 

 

Проведем вычисления:

 ______________ 

  r0 = Ö 0,05 103 / 4p 10-1 = 6.3

Ответ: находиться можно только на расстояниях больших, чем r > r0 = 6.3 м.

Волны в упругих средах, линейные, поверхностные и объемные волны, поперечные и продольные волны, фронт волны, плоские и сферические волны. Аналитическая запись бегущей волны. Волновое уравнение. Перенос энергии бегущей волной. Сложение колебаний и волн. Когерентные источники волн. Интерференция волн от точечных когерентных источников. Условия появления максимумов и минимумов. Сложение круговых и сферических волн. Построение фронта волны по принципу Гюйгенса, поведение фронта волны в неоднородной среде. Отражение и преломление волн.
Переменный ток