Technologický pokrok se uskutečňuje prostřednictvím studia fyzikálních jevů, objevů v kvantovém poli a dalších oborů. Zároveň jsou vynalezena nová zařízení a zařízení, jejichž prostřednictvím je možné provádět různé studie a vysvětlovat jevy mikrosvěta. Jedním z těchto mechanismů je harmonický oscilátor, jehož princip znali i zástupci starověkých civilizací.
Zařízení a jeho typy
Harmonický oscilátor je mechanický systém v pohybu, který je popsán lineární diferenciální rovnicí s koeficienty konstantní hodnoty. Nejjednoduššími příklady takových zařízení jsou závaží na pružině, kyvadlo, akustické systémy, pohyb molekulárních částic atd.
Podmínečně lze rozlišit následující typy tohoto zařízení:
-
lineární harmonický oscilátor Jednoduchý harmonický oscilátor - zdena soustavu při sejmutí z klidové polohy působí síla F, kterou lze vyjádřit vzorcem F=-kx, kde k je součinitel tuhosti této soustavy, x je posunutí. V tomto případě je F jediná složka, která ovlivňuje oscilace.
- Lineární harmonický oscilátor - pohyb zde probíhá v jedné rovině po přímé dráze. Tento systém se také nazývá jednorozměrný, oscilace se provádějí působením síly kvazi-elastické povahy.
- Tlumený model - zde na systém působí i třecí síla, která směřuje proti pohybu a působí úměrně rychlosti tohoto kmitání. V tomto případě je proces tlumení obvykle charakterizován parametrem, který nemá žádný rozměr a nazývá se faktor kvality. Tato hodnota je vlastností systému, která určuje poměr energetické rezervy k jejím ztrátám za jednu periodu oscilace.
Pomocí zařízení
Toto zařízení se používá v různých oblastech, především ke studiu podstaty oscilačních systémů. Kvantový harmonický oscilátor se používá ke studiu chování fotonových prvků. Výsledky experimentů lze využít v různých oblastech. Fyzici z Amerického institutu tedy zjistili, že atomy berylia, umístěné v poměrně velkých vzdálenostech od sebe, mohou interagovat na kvantové úrovni. Chování těchto částic je přitom podobné jako u těles (kovových kuliček) v makrokosmu, pohybujících se v dopředném a zpětném pořadí, podobně jako harmonický oscilátor. iontyberyllium si přes fyzicky velké vzdálenosti vyměňovalo nejmenší jednotky energie (kvanta). Tento objev umožňuje výrazně pokročit v IT technologiích a také poskytuje nové řešení ve výrobě počítačového vybavení a elektroniky.
Harmonický oscilátor se používá při hodnocení hudebních děl. Tato metoda se nazývá spektroskopické vyšetření. Zároveň bylo zjištěno, že nejstabilnějším systémem je složení čtyř hudebníků (kvartet). A moderní díla jsou většinou anharmonická.
