关于振动和波浪。方案、说明

关于振动和波。无线电电子电气工程百科全书

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我们周围无时无刻都在衰变振荡现象中诞生。鸟儿飞出的树枝摇摆不定。钟摆和秋千振动。树木在风的影响下振动，电线悬挂在杆子上，湖海中的水振动。

所以你把一块石头扔到光滑的湖面上，波浪就会从它上面流过（图1）。发生了什么？石头撞击处的水颗粒被压入，将邻近的水颗粒向上移动，在水面上形成了一个环形隆起。然后，在石头落下的地方，水粒子像一个驼峰一样升起，但已经比之前的高度高了——第一个驼峰后面出现了第二个驼峰，它们之间出现了一个凹陷。此外，水粒子继续交替地上下移动——它们振荡，拖曳越来越多的邻近水粒子。波浪形成后，以同心圆形式从其起源处发散。

关于振动和波
米。 1. 当石头碰到水面时，会出现波浪。

我强调：水粒子只振荡，不随波浪运动。通过将芯片扔到振荡的水面上可以很容易地验证这一点。如果没有风或水流，芯片只会在水面以上上升和下降，不会随波浪移动。

水波可以很大，即强烈，也可以很小，很弱。我们将强波称为具有大范围振荡的波，正如他们所说，大振幅的振荡。弱波有小驼峰 - 小幅度。产生的波的幅度越大，它们携带的能量就越大。投掷石块所产生的波浪能量比较小，但可以使湖中生长的芦苇草产生震动。但是我们知道，大振幅的海浪会产生巨大的海岸破坏，因此会产生高能量。

这些破坏正是由海浪不断向海岸释放的能量进行的。

波浪可以频繁或罕见。行波波峰之间的距离越小，每个单独的波就越短。波浪之间的距离越大，每个波浪就越长。我们称水面上波浪的长度为两个相邻的运行脊或槽之间的距离。随着波远离起源地，它们的振幅逐渐减小、衰减，但波长保持不变。

也可以在水面上产生波浪，例如，用一根棍子浸入水中，并有节奏地与水的振动同步，然后降低，然后升高。在这种情况下，波浪将被阻尼。但它们会一直存在，直到我们停止干扰水面。

摆动振荡是如何发生的？你很清楚这一点：你只需要推动它们，它们就会左右摆动。推动力越强，振荡幅度就越大。如果没有额外的冲击支持，这种振荡也会受到抑制。我们看到这样的和许多其他的机械振动。在自然界中，我们可以听到更多无形的振动，以声音的形式感受到。例如，并非总是能够注意到乐器弦的振动，但我们会听到它的声音。阵风时，管道中会产生声音。它是由管道中空气的振荡运动产生的，这是我们看不到的。音叉、玻璃、勺子、盘子、学生的钢笔、一张纸的声音——它们也会振动。

是的，年轻的朋友，我们生活在一个声音的世界里，因为我们周围的许多物体都在振动和发出声音。声音本身是其粒子在空气中振荡运动传播的结果。我们没有看到它们。空气中的声波是如何产生的？

空气是由肉眼看不见的颗粒组成的。借助风，它们可以长距离携带。但它们也可能会波动。例如，如果我们用一根棍子在空中做一个剧烈的运动，我们会感觉到一阵轻微的风，同时听到微弱的声音。这种声音是由棒的振动激发的空气粒子振动的结果。

做这个体验。像吉他一样拉回一根弦，然后松开。琴弦将开始颤抖 - 围绕其原始静止位置摆动。足够强烈的弦振动是肉眼可见的。如果您用手指触摸它，则只能“感觉到”琴弦的微弱振动作为轻微的痒感。只要琴弦振动，我们就会听到声音。一旦琴弦平静下来，声音就会消失。

振动弦产生声音是由于空气粒子的“凝结”和“稀疏”。弦从一侧振动到另一侧，推动，就好像压缩其前面的空气颗粒一样，在其某些体积中形成高压区域，而在其后面则相反，形成低压区域。这些是声波。它们以约340m/s的速度在空气中传播，携带一定的能量。当声波压力增加的区域到达耳朵的瞬间，它会压迫耳膜，使其向内弯曲一些。当声波的稀薄区域到达耳朵时，鼓膜会稍微向外弯曲。随着高气压和低气压交替区域，耳膜不断振动。这些振动沿着听觉神经传递到大脑，我们将它们感知为声音。波的振幅越大，它们本身携带的能量就越多，我们感知到的声音就越大。

声波，如水波，通常被描绘为波浪线 - 正弦曲线。这种曲线的“隆起”对应于高压区域，而“低谷”对应于低气压区域。高压区和紧随其后的低压区形成声波。

但是，此外，我们生活在一个由电线和电气设备发出的电磁振荡的世界中，交流电流在其中流动，大量的无线电台天线，大气放电，地球的肠子和无尽的宇宙。只有借助人造仪器，才能检测和记录电磁振荡。

出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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