Параметрами колебательных процессов являются общеизвестные физические понятия – амплитуда и период. При всем этом, под колебаниями понимают неоднократно циклический по повторяющемуся закону процесс конфигурации физической величины около ее среднего либо нулевого значения. Допустим, что этот закон имеет синусоидальный нрав. Итак вот, если функция процесса F(x) выражается формулой вида F(x)=K*sin(x), то мы имеем как раз такую колеблющуюся функцию, которая, помните, вверх-вниз, вверх-вниз…

Возьмем на графике обозначенной функции некое, в принципе хоть какое, значение по оси Y, обозначим его у1, и, двигаясь повдоль оси X, находим последующую точку y2 со значением, равным y1. Если сейчас по оси X, из точки у2, отложить отрезок равный Т = (у2 — у1), то мы получим точку у3 и она будет равна у1 и у2. Форма графика меж этими точками полностью точно повторяется на всех следующих отрезках равных Т. Таким макаром, мы отыскали некоторый параметр Т для процесса, описываемого формулой F(x) = K * sin(x), который обладает восхитительным свойством: конфигурации аргумента X в границах T приводят к изменению функции F(x) во всем спектре ее значений. Так как конфигурации по оси X неограниченны во времени, по другому говоря, число циклов Т неограниченно много, то имеем повторяющееся, т.е. циклическое, изменение функции. Продолжительность цикла Т именуют периодом колебания и определяют в секундах. Но в технике более принято внедрение единицы измерения, которая именуется частота колебаний, обозначается f и рассчитывается f = 1 / Т, a ее единица измерения носит заглавие герц (Гц). Частота в 1 Гц – это одно колебание в секунду.

Нас окружает «колеблющийся» мир. Колебания — это звуки, электронный ток в проводах, вибрации устройств, свет, приливы и отливы, вращение планет и… не счесть им числа, этим колебаниям. Они все имеют довольно условные границы собственных частот, молвят «собственный спектр колебаний». Так, к примеру, частота колебаний слышимых человеком звуковых частот — от 16 Гц до 20 кГц (1 кГц = 1000 Гц), а спектр частот звуков разговорной речи заключен в границах 100 – 4000 Гц. Отлично узнаваемый факт, что не все люди слышат весь спектр звуков – для многих 12-15 кГц уже предел слышимости. В технике используются ультразвуковые колебания 100, 200 кГц и выше. Детали устройств могут колебаться также в большенном спектре частот – и толики Гц, и 10-ки кГц. Но более широкий спектр имеют электрические колебания – от толикой и до многих тыщ миллионов Гц. В этом глобальном диапазоне участок световых волн совершенно небольшой, но конкретно их воспринимают наши органы зрения. Различная частота колебаний в диапазоне световых волн определяет цвет видимого света — от красноватого до фиолетового.

Но, вернемся на «круги своя». Очень нередко, оказывается комфортным использовать несколько модифицированные единицы измерения. Таковой искусственный прием позволяет упростить многие формулы и сделать их более приятными. А связано это с тем, что синусоидальный нрав колебательных функций подразумевает возможность воспользоваться переменными в единицах измерения углов – радианах либо градусах. Но при всем этом, в вычисления «вкрадывается» константа 2π, которая совместно с частотой находится в почти всех математических выражениях. Тогда решили ввести переделанную единицу измерения частоты и дали ей заглавие “повторяющаяся частота колебаний”. Сущность данной единицы в том, что для нее частота определяется числом колебаний за время 2 * π секунд, т.е. 6,28 сек. Повторяющаяся частота рассчитывается по формуле ω = 2 * π * f. Принадлежность к повторяющейся частоте выражается ее единицей измерения – радиан за секунду.

Колебательная система имеет еще некие характеристики, характеризующие ее особенность. Возьмем наш старенькый, хороший маятник и, немного торжественно, приведем его в состояние колебательного процесса – тик-так, тик-так. Для этого довольно один раз толкнуть его и… бросить в покое. Что мы увидим? Маятник колеблется довольно длительно без дополнительного приложения силы, его частота колебаний не изменяется, а амплитуда потихоньку миниатюризируется, из-за наличия сил трения в реальных устройствах. Такие колебания, когда после инициализирующего толчка движение маятника, либо хоть какой другой колебательной системы, определяется только ее параметрами, именуются своими. Если допустить, что при всем этом останавливающие силы равны нулю, а это совершенно просто — все в наших руках, то таковой маятник, его именуют математическим, будет колебаться вечно, а период колебаний можно высчитать по известной, ставшей уже традиционной, формуле — Т= 2 * π * √ l / g.

Из ее анализа можно сделать принципиальный вывод: собственная частота колебаний маятника определяется только внутренними параметрами системы – длиной нити и величиной ускорения силы земного тяготения.