ออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิกคืออะไร?

oscillator ฮาร์มอนิกเป็นระบบในฟิสิกส์ที่ทำหน้าที่ตามกฎหมายของ Hookesกฎนี้อธิบายถึงพฤติกรรมที่ยืดหยุ่นและแสดงให้เห็นว่าปริมาณของแรงที่ใช้กับสปริงหรือวัตถุยืดหยุ่นอื่น ๆ นั้นเป็นสัดส่วนกับการกระจัดระบบออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิกกลับสู่ตำแหน่งเดิมเมื่อแรงถูกลบออกจากวัตถุยืดหยุ่น

ในหลักสูตรฟิสิกส์ตัวอย่างง่ายๆของบล็อกที่ติดอยู่กับผนังโดยสปริงมักจะใช้เพื่อแสดงแนวคิดของการแกว่งฮาร์มอนิกพื้นผิวที่สไลด์บล็อกเปิดนั้นถือว่าไม่มีแรงเสียดทานเมื่อระบบถูกตั้งค่าเป็นการเคลื่อนไหวจะตามสมการΩ

0 _{' 2πf} 0 _{ซึ่งเท่ากับรากที่สองของค่าคงที่สปริง (k) หารด้วยมวลของบล็อก (M)}

Ω ₀ เป็นความเร็วเชิงมุมซึ่งมีหน่วยเรเดียนต่อวินาทีและ f ₀ เป็นความถี่ธรรมชาติซึ่งมีหน่วยของเฮิร์ตซ์ระยะเวลาของบล็อก mdash;เวลาที่ใช้ในการผ่านรอบหนึ่งของการเคลื่อนไหว mdash;เท่ากับหนึ่งหารด้วย f ₀ ค่าคงที่ของสปริงบ่งบอกว่าสปริงแข็งเพียงใดและไม่ซ้ำกันในแต่ละฤดูใบไม้ผลิมันมีหน่วยแรงต่อความยาวเช่นนิวตันต่อเมตร

ตัวอย่างง่ายๆนี้เรียกว่าออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิกที่ไม่ได้รับการตรวจและทฤษฎีว่าเนื่องจากบล็อกเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวที่ไม่มีแรงเสียดทานอย่างไรก็ตามในความเป็นจริงสถานการณ์ดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นระบบจริงที่มีแรงเสียดทานเรียกว่าระบบชื้นซึ่งการเคลื่อนที่ของบล็อกจะชะลอตัวลงการกระจัดของสปริงจะสั้นลงและในที่สุดระบบจะหยุดเคลื่อนไหว

ระบบออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิกอาจถูก overdamped ต่ำกว่าหรือชื้นอย่างยิ่งสมการเชิงอนุพันธ์อธิบายการเคลื่อนที่ของระบบที่เปียกชื้นดังนั้นวิธีการแก้ปัญหาของพวกเขาจึงค่อนข้างซับซ้อนอย่างไรก็ตามระบบที่เปียกชื้นแต่ละประเภทมีประเภทของการเคลื่อนไหวของตัวเองซึ่งเป็นที่จดจำได้ง่าย

ในระบบ overdamped บล็อกไม่ได้แกว่งมันกลับไปยังตำแหน่งเดิมอย่างช้าๆหลังจากใช้แรงและสปริงหยุดเคลื่อนที่บล็อกอาจแกว่งไปมาสักพักหนึ่งในระบบที่ตกค้างโดยมีสปริงยาวน้อยลงเมื่อการแกว่งต่อเนื่องแต่ละครั้งจนกว่าระบบจะกลับมาพักระบบที่มีความชื้นอย่างยิ่งมีพฤติกรรมในลักษณะเดียวกับระบบ overdamped แต่ได้รับการออกแบบมาอย่างเหมาะสมเพื่อกลับไปยังตำแหน่งเดิมโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้พวกเขาสั่นไปมาในลักษณะที่คล้ายกับมวลในฤดูใบไม้ผลิแทนที่จะเป็นค่าคงที่สปริงสมการสำหรับออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิกควอนตัมใช้ค่าคงที่ของพันธะซึ่งอธิบายถึงความแข็งแรงของพันธะระหว่างโมเลกุลทั้งสองความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเชิงมุมและความถี่เท่ากัน