Анемов Евгений Михайлович. Физика (колебания и волны). Базовая терминология

Анемов Евгений Михайлович : другие произведения.

Физика (колебания и волны). Базовая терминология

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]

Ссылки:

Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками

© Copyright Анемов Евгений Михайлович (lemisko@mail.ru) Размещен: 04/02/2014, изменен: 03/10/2022. 101k. Статистика. Справочник: Естествознание Физика Иллюстрации/приложения: 54 шт. Скачать FB2		Оценка: *7.3011** Ваша оценка:
Аннотация: Для школьников, учащихся, студентов

ФИЗИКА (колебания и волны)

Версия - 03.10.2022

     Анемов Евгений Михайлович:
Надеюсь,что настоящий справочник будет полезен школьникам, учащимся,
студентам и преподавателям.
По моему мнению, при изучении любого нового предмета важно знать все
дефиниции (определения) используемых терминов для понимания самого
предмета.
Не претендую на авторство текстов статей(в большинстве случаев
скомпилированных из одного или нескольких источников) или рисунков. 
Мое участие ограничилось подбором и систематизацией материала по 
разделу изучаемого предмета.
Примечания: 
   1. Основой справочника послужили материалы статей 
      Толкового физического словаря. Основные термины
      (ISBN 5-200-00233-8) и Википедии
   2. Реально ВСЕ необходимые для расчетов формулы приведены в 
      http://portal.tpu.ru/SHARED/s/SMIT/student/Tab4/Tab/%D0
      %A1%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%20%D0%BF%D0%BE20%D1%84%D0%B8%D0
      %B7%D0%B8%D0%BA%D0%B5.pdf

Автогенератор - генератор колебаний с самовозбуждением. Если вместо двух реактивных накопителей энергии (LC-генераторов) используется один, то в системе возникают релаксационные (несинусоидальные) колебания

Автоколебания фрикционные - механические автоколебания, возникающие в системах с нелиненым трением (см. анимацию - http://www.heuristic.su/effects/catalog/est/byId/description/636/index.html)

Акустооптика - раздел физики, изучающий взаимодействие электромагнитных волн со звуковыми волнами в твердых телах и жидкостях

Амплитуда колебаний - наибольшее отклонение от среднего значения величины, совершающей гармонические колебания
Примечание.
Амплитуда колебаний тела на пружине:
- по закону синуса: x =A*sin(ωt + φ_o) (если колебания начинаются от толчка груза)
- по закону косинуса: x = A*cos(ωt + φ_o) (если колебания начинаются с отведения груза в сторону)
{ω - частота колебательной системы [рад/с]}

Анализатор - прибор, с помощью которого можно обнаружить положение плоскости колебаний поляризованной волны

Антенна - устройство для приема сигналов

Бел (в акустике) - единица громкости звука (равен десятичному логарифму отношения мощности звука к некоторой начальной мощности, в качестве которой взят порог слышимости для человеческого уха, составлящий 10^-12 Вт/м²). На практике вместо него применяется величина, равная 0.1 бела - децибел (дБ), так как (1 бел) оказывается слишком большой величиной.

Биения - периодические изменения амплитуды колебания, возникающие при наложении двух гармонических колебаний с близкими частотами (иначе - колебания, амплитуда которых периодически возрастает и убывает по закону косинуса; максимальная амплитуда образуется, когда фазы слагаемых колебаний совпадают; если колебания находятся в противофазе, то они взаимно гасят друг друга). Биения широко используются в радиотехнике (http://www.leforio.narod.ru/images/vib-1.gif):

	Две волны, имеющие слегка отличающиеся частоты, дают усиление, пока разность 
	фаз невелика. По мере нарастания разности фаз результирующее смещение все
	уменьшается, но затем снова начинает нарастать по мере приближения разности 
	фаз к 2п. Эти чередующиеся нарастания и убывания амплитуды и есть биения. 
	Частота биений - равна разности частот взаимодействующих гармонических 
	колебаний (http://www.leforio.narod.ru/images/vib-2.gif):
	
	Биения возникают вследствие того, что разность фаз между двумя колебаниями
	с различными частотами все время изменяется (оба колебания оказываются в
	какой-то момент времени в фазе, через некоторое время - в противофазе).
	Результат биений зависит в первую очередь от разности фаз между колебаниями, 
	которая все время меняется (от 0 до 2п). По мере сближения частот колебаний 
	w_₁ и w_₂ частота биения уменьшается, исчезая при их равенстве (возникают 
	'нулевые' биения). 
	Этим явлением широко пользуются при настройке музыкальных инструментов с
	помощью камертона и в радиотехнике(гетеродинный прием). При гетеродинном 
	приеме если 2 гармонических колебания подать на нелинейный элемент- детектор, 
	то получается гармоническое колебание с разностной частотой, которое много
	ниже частоты принимаемых колебаний,следовательно, при некоторых соотношениях
	частот она может восприниматься на слух. С помощью биений можно обнаружить
	чрезвычайно малые разности частот, поэтому метод биений широко применяют в
	разнообразных приборах для измерения частот, емкости, индуктивности и т.д.

Вектор волновой - вектор, направление которого перпендикулярно фазовому фронту бегущей волны, а абсолютное значение равно волновому числу (k = 2п/λ)

Вибратор - система, в которой могут возбуждаться колебания

Вибрация - механические колебания

Видеоимпульс - одиночный импульсный сигнал

Видность - показывает контраст интерференционной картины (равна степени пространственной когерентности) и в общем случае дает информацию о степени пространственно-временной когерентности. Видность зависит от времени задержки

Возмущение волновое - можно рассматривать как результат интерференции элементарных вторичных волн, излучаемых каждым элементом некоторой волновой поверхности

Волна - возмущение, распространяющееся с конечной скоростью в пространстве и несущее с собой энергию (иначе - колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени). Большинство волн - колебания некоторой среды (вода, воздух, металлы). Вне этой среды волны данного типа не существуют (например, звук в вакууме не распространяется). Волны способны удаляться на значительные расстояния от места своего возникновения (их иногда называют 'колебанием, оторвавшимся от излучателя'). Наиболее наглядным примером является возникновение волн от брошенного в воду камня. В общем случае все типы волн могут быть классифицированы на следующие виды:
- по признаку распространения в пространстве: бегущие, стоячие
- по характеру волны: колебательные и уединенные (солитоны)
- по типу: поперечные, продольные, смешанного типа
- по характеру волнового процесса: линейные, нелинейные
- по свойствам среды: в дискретных структурах, в непрерывных средах
- по форме (геомерии) волн: одномерные (плоские), пространственные (сферические, цилиндрические), спиральные
- по времени возбуждения субстанции: монохроматическая, одиночная (солитоны), волновой пакет
- по соотношению направлений групповой и фазовой скоростей:
* волны обратные (волны, у которых групповые и фазовые скорости направлены в противоположные стороны)
* волны прямые (волны, у которых групповые и фазовые скорости направлены в одну сторону)
- по другим критериям (влияние субстанции на распространение волн здесь не рассматривается).
Одиночная волна представляет собой импульс. Все волны делятся на 3 вида:
- продольные (могут распространяться в любых средах):
плоские

сферические

- поперечные (могут распространяться только в твердых средах):
плоские

спиральные

- смешанного типа (в частности - поверхностные)

Для стержней характерно распространение изгибных, крутильных и продольных волн. Если длина волны значительно превышает поперечные размеры стержня, продольные и крутильные волны распространяются с постоянными скоростями.

Красивые примеры анимации волн - см. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B0

При взаимодействии волны с телами и границами раздела сред могут проявляться явления дифракции, отражения, преломления, рассеяния и резонанса, а при интерферировании излучений с разной длиной волны, но одинаковой физической природы - бегущие или стоячие волны, биения, волновой пакет и эффект Допплера

   Независимо от природы  волн перенос энергии  волнами 
   осуществляется без переноса вещества (последнее может 
   возникнуть лишь как побочный эффект). Перенос энергии- 
   принципиальное отличие  волн от  колебаний, в которых 
   происходит лишь "местные" преобразования энергии

Основные типы волн:

- бегущая - волна, все точки (гребни и впадины) которой перемещаются в среде с одной и той же скоростью {т.е. это распространение в пространстве волнового возмущения (обычно - давления), изменяющегося во времени и в пространстве}. При распространении бегущей волны происходит перенос энергии без переноса вещества (поток энергии пропорционален скорости волны и квадрату ее амплитуды). Скорость бегущих волн зависит от типа волны и от инертных и упругих свойств среды (фрагмент из infourok.ru):

	В бегущей волне все точки совершают колебания с одинаковой амплитудой,
	но с запаздыванием по фазе (фаза колебания линейно зависит от расстояния,
	пройденного волной). Такая волна отражается от неподвижной стены (более
	плотной среды) по законам упругого удара (гребень превращается во впа-
	дину и наоборот). Отражение от неподвижной стены происходит с потерей
	полуволны. Если отражение происходит от менее плотной среды, например,
	от воздуха, граничащего с водой (если волна распространяется в воде), то
	на такой границе частицы могут колебаться свободно (поэтому гребень при
	отражении остается гребнем, а впадина- впадиной). Отражение от менее
	плотной среды происходит без потери полуволны. Примером бегущей волны
	может служить волна, возбужденная встряхиванием туго 	натянутого шнура

- внутренняя - составная часть поверхностной волны

- вторичная - образование тени вокруг препятствия (рассеяние) или электромагнитные волны, возбуждаемые попаданием первичных волн на какое-либо тело, в результате чего происходит колебания его электронов, которые выступают в роли вторичных электромагнитных волн

- звуковая - распространение в сплошной среде механических колебаний с малой амплитудой (звуковые волны - продольные)

- изгиба / изгибные (http://www.heuristic.su/effects/catalog/est/byId/description/1433/index.html) - возникают вследствие возмущения (стержня / пластины) в поперечном направлении, сопровождающегося местным изгибом, который и движется от места возмущения в виде волны (наподобие волны, бегущей после встряхивания веревки, привязанной к стене):

Uo - амплитуда смещения; Z - направление распространения волны
Деформация стержня и пластины в изгибной волне
Длина изгибной волны значительно больше толщины стержня или пластины. В длинных объектах распространяются бегущие изгибные волны. Плоские изгибные волны могут распространяться в пластине в любом направлении, ориентированном в ее плоскости. Изгибные волны обычно возникают при вибрации тонкостенных механических конструкций (например, корпуса ракеты)

- капиллярные - поверхностные волны с длиной волны порядка 1 см на поверхности жидкости (для волн с меньшей длиной волны преобладают силы поверхностного натяжения, а для более длинных - сила тяжести)

- когерентные - две или большее число волн, имеющие одинаковую длину (одинаковые частоты), форма которых не изменяется с течением времени и разность фаз которых постоянна (или равна нулю); когерентность волн бывает временной и пространственной

- кольцевые - волны, возбуждаемые точечным источником (или линейным источником, расположенным перпендикулярно поверхности среды). Такая волна возникает, например, на поверхности жидкости при разрушении пузырьков пара на ее поверхности при кипении. При схлопывании пузырьков вся окружающая их жидкость устремляется внутрь пузырька, образуя кольцевую волну. Смыкаясь, эта волна создает кумулятивную струю, выбрасывая вверх столбик воды, от основания которого распространяется волна

Разрушение пузырька воздуха или пара на поверхности жидкости (http://www.bankreferatov.ru/referats/...)
Примечание. Процесс образования кольцевых волн подобен взрыву 'вакуумных' боеприпасов (бомб, снарядов)

- круговая - волна, распространяющаяся от места возбуждения по радиусам во всех направлениях (пример - волна на поверхности воды от брошенного камня)

- линейная - волна, в которой колебания частиц среды совершаются в одной фазе в направлении, перпендикулярном поверхности среды (фрагмент из znakka4estva.ru):

- линейно-поляризованная - волна, частицы которой колеблются вдоль определенного направления

- механическая - возмущение, распространяющееся в упругой среде; механические волны делятся на поперечные 'а)' и продольные 'б)':

На верхнем виде - поперечная волна, на нижнем - продольная (обе они распространяются вправо), однако частицы среды на верхнем виде колеблются вверх-вниз, а на нижнем - влево-вправо
(http://rusnauka.narod.ru/lib/phisic/destroy/glava7.htm)

- монохроматическая - волна, генерируемая оптическими квантовыми генераторами (лазерами) и состоящая из колебаний одной частоты; монохроматические волны с одинаковыми периодами и частотами всегда когерентны; строго монохроматические волны не могут быть получены от реальных источниках света; монохроматическая волна может характеризоваться только фазовой скоростью (v = λ / T), т.е. скоростью перемещения поверхности равных фаз - волновой поверхности). Монохроматическая волна (или суперпозиция нескольких волн) распространяется в вакууме с одной и той же скоростью. При попадании монохроматической волны в какую-либо среду, ее поле возбуждает вынужденные колебания связывающих зарядов среды с той же частотой. Колеблющиеся заряды создают вторичные электромагнитные волны также той же частоты

- обратная - то же, что встречная

- объемные - поперечные и продольные волны

- огибающая - получается в результате интерференции вторичных волн. Она совпадает с волной, наблюдаемой как исходная от источника

- опорная (в голографии) - волна, падающая на регистрирующую среду непосредственно от источника света

- первичная - волны, излучаемые источниками электромагнитных волн (например, радиопередатчиками)

- периодическая - волна, возникающая при периодическом внешнем воздействии

- плоская - волна, имеющая плоский волновой фронт (у которой волновые повеpхности пpедставляют собой паpаллельные дpуг дpугу плоскости, пеpпендикуляpные фазовой скоpости волны, т.е. фронт волны имеет форму плоскости, перемещающейся в пространстве параллельно самой себе). Лучи плоской волны - паpаллельные пpямые. Анимация движения плоской волны наглядно показана в (http://ru.wikipedia.org/wiki/Плоская_волна)

- поверхностные - (рис. см. 'Волны сейсмические') возникающие на границе раздела двух сред (обычно 'жидкость - газ'), в частности, волны на поверхности воды. Эти волны достаточно сложные, так как имеют поперечную и продольную компоненты (т.е. волна на поверхности жидкости обладает как продольными, так и поперечными свойствами) - рис. из http://fizportal.ru/internal-waves:

- поперечная / сдвиговая:
- волна сдвига, в которой колебание частиц осуществляется попарно перпендикулярно направлению распространения волны (происходит сдвиг слоев относительно друг друга)
- упругие волны в конденсированных средах, смещение частиц которых происходит перпендикулярно направлению распространения волны, а деформации являются деформациями сдвига; такие волны могут иметь вертикальную или горизонтальную поляризацию; волны в кристаллах могут распространяться только в определенных направлениях (их фазовая скорость зависит от направления распространения)

	Поперечная волна характеризуется  двумя направлениями: волновым  вектором и
	вектором амплитуды, всегда перпендикулярным к волновому вектору(в трехмерном
	пространстве имеется  еще одна степень  свободы - вращение  вокруг волнового
	вектора). Такие волны  образуются  в твердых телах, а также  на границе раздела 
	двух разных сред с разной плотностью.Для распространения такой волны необходимо 
	'жесткое'  расположение частиц  среды, чтобы между  ними могли возникать силы
	упругости. Поперечные волны легко получить при колебании шнура,  закрепленном 
	с одного конца. Электрические и световые волны также являются поперечными.
	Скорость поперечных волн примерно в 1.5 раза меньше скорости продольных волн

Примеры:
● поперечной волны в сетке, состоящей из шариков, скрепленных пружинками (колебания масс происходят перпендикулярно направлению распространения волны):

● наложения продольной и поперечной волн равной амплитуды, сдвинутых по фазе на 90 градусов (в результате каждая масса совершает круговые движения):

- предметная (отраженная, сигнальная) - (в голографии) - волна, падающая на регистрирующую среду после ее отражения предметом, освещаемым источником света

- продольная (волна сжатия) - периодические сгущения и разрежения среды (в такой волне колебание частиц осуществляется вдоль направлении распространения волны: участки тела испытывают сжатие и растяжение, т.е. меняют свой объем, поэтому такие волны могут существовать в любых телах - твердых, жидких, газообразных) и см. волну растяжения

	Продольные волны  можно получить также  на длинной  спиральной пружине.
	Продольную волну можно получить при ударе молотком в торец металлического
	прутка или рельса. В продольной волне не наблюдается поляризация.
	Скорость продольных волн примерно в 1.5 раза больше скорости поперечных
	волн

- прямая - волна, падающая на объект наблюдения

- прямолинейная - волна, возбуждаемая протяженным линейным источником, расположенным параллельно поверхности среды (например, воды)

- растяжения - волна, возникающая как реакция на волну сжатия (синего цвета) при ее отражении (http://pent.sopro.susu.ac.ru/MUS/e030.htm)

	Например,  если ударить молотком  в торец металлического  прутка, вдоль него
	'побежит' волна сжатия(синий цвет). Отраженная волна 'побежит' в другую сторону, 
	но она уже будет волной растяжения (красного цвета)

- сейсмические - упругие волны, распространяющиеся в земной коре во время землетрясений. Они могут быть поверхностными (наиболее опасные), поперечными и продольными (фрагмент из myshared.ru):

- синусоидальная - распространение в среде гармонических колебаний какой-либо физической величины, происходящее со строго определенной частотой

- стоячая - является частным случаем бегущей волны с фазовой скоростью равной нулю (или возникает в результате интерференции двух встречных бегущих волн с одинаковой частотой и амплитудой). Все точки стоячей волны колеблются с различными амплитудами, но в одной и той же фазе.

	Стоячая волна не переносит энергию. Она возникает при сложении (интерференции)
	двух одинаковых встречных когерентных волн: бегущей (прямой) и отраженной 
	(обратной) одинаковой амплитуды. Когерентность этих волн представляет собой части 
	одной и той же волны (все частицы в стоячей волне колеблются одновременно, но с 
	разными амплитудами). 
	Практически такая волна возникает при отражении от более плотной среды 
	(преград и неоднородностей) в результате наложения отраженной волны на прямую. 
	Стоячая волна на шнуре возникает не на любой частоте. Если длина шнура равна (l), 
	а скорость волны в нем равна (V), то собственную частоту волны можно определить 
	по формуле: v = m*(^V/_2*l), где (m = 1, 2, 3,...).
	В месте отражения (у твердого препятствия) всегда образуется узел смещений 
	(в  котором никогда нет колебаний) и пучность смещения (существуют колебания 
	с частотой 'w' и амплитудой 'А'). Расстояние между двумя соседними узлами равно 
	половине длины волны, а узлы и пучности смещений располагаются на расстояниях 
	четверти длины волны.
	При изменении фазы электрического вектора на пи, его узлы в стоячей волне будут 
	совпадать с пучностями магнитного вектора и наоборот (т.е. узлы и пучности электри-
	ческого вектора смещены на ¼ длины волны по отношению к узлам и пучностям магнитного 
	вектора). 
	При отражении от менее плотной среды в месте отражения образуются участки 
	наиболее интенсивного движения - пучности смещения (они расположены посреди 
	узлов смещения

Примером стоячих волн могут служить колебания струн. Стоячие волны струнного инструмента могут иметь только определенные значения длины 'λ', зависящие от длины струны 'l':
n * λ = 2l
где n - целое число, большее единицы

(по samlib.doll.in.ua)

- сферическая - волна, имеющая сферический волновой фронт (поверхностью фаз является сфера). Амплитуда сферической волны зависит от расстояния от источника. Она возникает в воздухе вокруг маленького изотропного источника звука (например, вокруг маленького колокольчика)

- ударная - упругая волна с большой амплитудой (область, внутри которой давление резко повышено по сравнению с давлением в соседних областях). Скорость ударных волн, образующиеся при взрывах, тем больше, чем больше их амплитуда. Скорость ударных волн превышает скорость обычных волн

- упругая (звуковая волна) - волны, распространяющиеся в жидких, твердых и газообразных средах за счет действия упругих сил. Упругие поперечные волны могут распространяться только в твердых телах. В зависимости от частоты различают инфразвуковые, звуковые и ультразвуковые упругие волны

- цилиндрическая - волна, имеющая цилиндрический волновой фронт

- электромагнитная - распространение в пространстве изменений электромагнитного поля (обычно в виде колебаний векторов напряженностей электрического (Э) и магнитного (М) полей), перпендикулярно как друг другу, так и направлению распространения (http://www.physics.ru/courses/op25part2/content/chapter2/section/paragraph6/theory.html):

Значения векторов Е и Н связаны линейной зависимостью:
√(ε*E) = √(μ*H)
(т.е. Е и Н изменяются так, что они одновременно проходят через максимум и минимум). Совокупность двух связанных векторов (Е и Н) распространяется волнообразно с общей скоростью √(μ*H) = √(ε*E).
В стоячей электромагнитной волне узлы одного из векторов совпадают с пучностями другого (моменты прохождения через максимум вектора Е и вектора Н отличаются друг от друга на ¼ периода)
(рис. из книги Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Физматлит, 2003. - 848 с.):

Энергия стоячей электромагнитной волны локализована и переходит от области пучности вектора Е (где она имеет электрическую форму) к области пучности вектора Н (где она превращается в магнитную) и обратно (иначе - вместо течения энергии имеет место ее колебание, сопровождающее переход энергии из одной формы в другую).

Примечание.
В длинных нагруженных стержнях могут возникать волны изгиба или дисперсионные (а) и волны кручения (б)
(рис. из https://profconstruct.com/files/articles/zvuk-i-akustika.pdf):

Волна изгиба не является ни чисто продольной, ни чисто поперечной, причем скорость волны изгиба в стержне зависит от длины волны. Для волн в пластинах и стержнях характерны две скорости

(рис. из http://shearwave.ru/2013/10/02/подготовка-к-сдаче-на-уровень/):
- групповая (скорость распространения энергии при передаче импульса)
- фазовая (скорость изменения фазы в направлении распространения)
При деформации же кручения (т.е. при вращения вокруг оси стержня) возникают чисто поперечные и недисперсионные волны, скорость которых зависит от модуля сдвига материала стержня. Скорость распространения волн в твердых телах зависит от:
- частоты (проявляется явление дисперсии скорости)
- упругих свойств материала
- поперечных размеров пластины или стержня

Волновод - металлические трубы, предназначенные для передачи радиоволн (у волновода отсутствут внутренний провод, присутствующий в фидере). У волновода электромагнитное поле заключено внутри трубы, поэтому потери на излучение отсутствуют. Длина волны в волноводе всегда больше длины волны в свободном пространстве (результирующая фазовая скорость распространения радиоволн в волноводе больше скорости света)

Волномер - прибор для измерения частоты или длины волны высокочастотных электромагнитных волн

Волны Маха - волны, возникающие при движении тел со скоростями, превышающими фазовую скорость упругих волн в данной среде (ударные волны генерируют сверхзвуковые самолеты, снаряды и ракеты)

Волны нормальные (собственные волны) - бегущие гармонические волны в линейной динамической системе с постоянными параметрами, в которой можно пренебречь поглощением и рассеянием энергии.

Волны поверхностные акустические (ПАВ) - акустические волны, распространяющиеся вдоль свободной поверхности твердого тела или вдоль границы твердого тела с другими средами (затухающие при удалении от границ сред). Известны два класса таких волн:
с вертикальной поляризацией (вектор смещения среды в волне и направление распространения волны лежат в плоскости, перпендикулярной к граничной поверхности) и с горизонтальной поляризацией (вектор смещения среды параллелен плоскости границы и перпендикулярен направлению распространения волны).

Время задержки - время между моментами возникновения и приема сигнала

Время затухания колебаний полное - определяется отношением периода колебаний в системе к логарифмическому декременту затухания {T_z = (T / d)}

Время когерентности / длительность цуга - время испускания цуга волн

Время реверберации - время, за которое уровень звука уменьшается на (60 дБ), т.е. в (1 млн. раз) по мощности или в (1000 раз) по звуковому давлению

Высота звука / тона - качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее от частоты звука (иначе - звуковая волна определенной частоты). Субъективная высота звука примерно пропорциональна логарифму частоты. С увеличением частоты колебаний высота воспринимаемого звука повышается {например, у шмеля частота колебаний крылышек - около 220 взмахов в секунду (низкий звук, жужжание), у комара - около 550 взмахов в секунду (высокий звук, писк)}. Высоту звука можно понизить путем уменьшения усиления в четных / нечетных периодах (при усилении, равном нулю, высота звука понизится в 2 раза). Высоту звука можно понизить также за счет увеличения интервала между периодами. При возрастании интенсивности высота звука кажется ниже, а высота звука со сложным спектральным составом зависит от распределения энергии по шкале частот

Например, частота свободных  колебаний струны  зависит 
от ее толщины, длины  и натяжения. При изменении натя-
жения струны (с помощью  колышков) и ее длины (за счет 
прижима к грифу  в разных местах) меняется собственная 
частота колебаний струны и высота издаваемых ей звуков

Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны менее 10^-10 м

Гармоника колебаний - одна из собственных частот колебательной системы (иначе - множество тонов кратных частот и разной амплитуды). Первые 6 таких гармоник показаны на рисунке (http://www.leforio.narod.ru/wave_physics.htm):

Последовательность нот с частотами f, 2f, 3f и т.д. называется гармонической последовательностью (она показана в нотной записи). Отметим, что 7-ая гармоника попадает на середину между А6 и А#6

Нотная запись гармонической серии от базового тона флейты
Все нарисованные выше стоячие волны являются cинусоидальными (это предельно чистый тон)

Генератор колебаний - устройство (аппарат, машина) вырабатывающее сигнал (в произвольной энергетической форме) с определенными математическими свойствами (генератор синусоидальных колебаний, генератор импульсов, генератор случайной величины и т. д.).

Генерирование электрических колебаний - процесс преобразования различных видов энергии в энергию электрических колебаний

Герц - единица частоты (производные единицы: килогерц, мегагерц), равная одному колебанию в секунду

Гидроакустика - раздел акустики, изучающий распространение звуковых волн в жидкостях

Гидролокатор - прибор для определения положения подводных объектов при помощи ультразвуковых сигналов

Гиперзвук - СВЧ упругие волны(с частотой свыше 10⁹ герц)

Глубина модуляции (при амплитудной модуляции) - отношение разности наибольшей и наименьшей амплитуд колебаний к их сумме

Голограмма - интерференционная картина, возникающая в результате наложения предметной и опорной волн и зафиксированная в фотоматериале

Гребни волн - поверхности наивысшего сжатия среды в акустике

Громкость звука - субъективная характеристика звука, зависящяя от его интенсивности и частоты. Кроме громкости звук характеризуется высотой (тоном). Человеческое ухо наиболее чувствительно к звукам в диапазоне от 450 Гц до 5 кГц (они кажутся нам громче остальных при той же интенсивности, и именно в этом диапазоне, расширенном до нижнего порога слышимости, находятся все музыкальные звуки).

	Некоторые данные по громкости звука (дБ):
		- порог слышимости* - 0
		- шепот - 20
		- приглушенный разговор - 40
		- шумная улица - 70
		- опасный для здоровья уровень - 80
		- пневматический молоток - 90
	^*Нулевой уровень громкости соответствует 
	 звуковому давлению 20 мкПа и интенсивности 
	 звука 10^-12 Вт/м²

Группа волн - суперпозиция волн, мало отличающихся друг от друга по частоте (длине) волны

Давление звуковое [Па] - переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через нее звуковой волны. Мгновенное его значение в точке среды изменяется как со временем, так и при переходе к другим точкам среды. Например, звуковое давление от шороха листьев на ветру отличается от звука при выстреле из пистолета.

Девиация (при частотной модуляции) - отклонение частоты колебаний от среднего значения

Декремент затухания - равен отношению амплитуд колебаний системы, отличающихся на период

Декремент затухания логарифмический - равен натуральному логарифму отношения двух последующих максимальных отклонений (х) колеблющейся величины в одну и ту же сторону (т.е. затухание колебаний за период):
d = ln(x_₁/x_₂)
иначе - это величина, обратная числу колебаний, по истечении которых амплитуда убывает в число 'е' раз (характеризует число периодов Т, в течение которых происходит затухание колебаний). Например, если (d = 0.01), то амплитуда уменьшится в (е) раз после 100 колебаний. Обычно вместо декремента затуханий пользуются понятием добротности колебательной системы (Q)

Демодуляция (детектирование) - выделение низкочастотных (звуковых) колебаний из модулированных колебаний высокой частоты (процесс является обратным процессу модуляции колебаний). Широко применяется в радио- и телевизионной технике

Детектор - прибор, осуществляющий детектирование (т.е. получение из переменного электрического тока пульсирующего тока одного направления)

Дискриминатор амплитудный - устройство, автоматически выделяющее электричесике сигналы, амплитуда которых превышает заданное значение

Дисперсия:
- волн - явление изменения фазовой скорости синусоидальных волн в средах в зависимости от их частоты (все без исключения среды обладают дисперсионными свойствами)
- звука - зависимость фазовой скорости синусоидальных звуковых волн от их частоты

Диссонанс - нестройность, нестройное звучание

Дифракция волн - отклонение волн от прямолинейного распространения при прохождении мимо края препятствия (т.е. проникновение волны в область геометричесой тени). Плоская волна возбуждает у краев препятствия элементарные волны (http://270c81.medialib.glogster.com/media/89/89bbbd86daaa583e9391338189
c7437f679e9e805d3854adcb036f44d4b0e3be/diffraction-gif.gif)

При прохождении волны через очень узкую щель, за ней получаются дифракционные полосы (интерферируют отдельные лучи, проходящие через щель). В зависимости от наклона лучей к оси симметрии получаются неодинаковые разности хода, следовательно, попеременно светлые и темные полосы. Лучи, идущие перпендикулярно к щели, не дадут разности хода. Наклонный пучок дает разность хода. Формула дифракционной решетки: d(sin φ)=m*λ (m=0, +1, +2,...). Если его можно разбить на (2, 4...) группы, так что разность крайних лучей двух соседних пучков (например, 'А' и 'd') равна 'ƛ/2', то действия групп попарно уничтожатся и в данном направлении получится темнота. Если же такое разбиение возможно на (3, 5...) групп, то действие четного числа групп уничтожится, но действие одной группы останется. На экране получаются чередующиеся светлые и темные полосы, причем яркость полос убывает по мере удаления от оптической оси линзы

Длина волны - расстояние между ближайшими точками пространства, в которых колебания имеют одинаковую фазу (находятся в одинаковом состоянии) или иначе - расстояние, на которое смещается поверхность равной фазы волны за один период колебаний. Длина волны (λ) соответствует одному периоду (Т) волны. Длина световой волны λ зависит от скорости распространения волны в среде v и связана с нею и частотой υ соотношением:
λ = v / υ = с / n*υ
где n - показатель преломления среды
Длина стоячей волны (λ) и длина струны (L) связаны между собой соотношением:
λ = 2L / n
где n = {1, 2, 3, ... } - целое число полуволн, помещающихся между точками крепления струны (см. рисунок к статье ГАРМОНИКА КОЛЕБАНИЙ). При увеличении длины волны падающего на объект света скорость выбиваемых электронов уменьшается

Длина когерентности - определяет расстояние, при прохождении которого накладывающиеся волны утрачивают свойство когерентности. Длина когерентности для нелазерных источников находится в пределах единиц и десятков сантиметров, а для лазерных - более (1000 м)

Длина цуга - пространственная протяженность цуга. Она равна произведению времени когерентности на скорость света. Интерференция не наблюдается, если разность хода больше длины цуга, а максимальная разность хода, при которой интерференция еще наблюдается (т.е. длина когерентности), равна длине цуга

Добротность колебательной системы (механической) - при вынужденных колебаниях это отношение энергии, запасенной в колебательной системе, к энергии, теряемой системой за один период колебания. Она характеризует качество колебательной системы (т.к. чем больше добротность, тем меньше потери энергии в системе за одно колебание). В механической системе с массой (m), жесткостью (k) и коэффициентом трения (b) добротность равна:
Q = √(m*k / b)

Единица абсолютной шкалы громкости - сон. Громкость в (1 сон) - это громкость непрерывного чистого синусоидального тона частотой (1000 Гц), создающего звуковое давление (2 мПа) или уровнем (40 дБ). Звук громкостью в (2 сона) будет в 2 раза громче звука в (1 сон)

Закон синусов / Снеллиуса - для всех волн отношение синуса угла (между направлением волны и нормалью к поверхности раздела сред) к скорости волны является постоянной величиной. Он отражает связь между направлениями отраженных и преломленных (поперечных и продольных) волн

Затухание колебаний - уменьшение амплитуды свободных колебаний системы с течением времени

Звук - упругие волны, распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле - субъективное восприятие этих колебаний специальным органом чувств человека и животных. Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой
и частотой. Считается, что человек слышит звуки в диапазоне частот от 16 Гц до 25 000 Гц. Звуки классифицируются по частоте на:
- инфразвуки (с частотой ниже 16 Гц) - (киты, слоны)
- ультразвуки (с частотами свыше 25 КГц до 1 ГГц) (летучие мыши, дельфины)
- гиперзвуки (с частотами от 1 ГГц до 10 ТГц) (шумовые гранаты)

Звук / тон) музыкальный - основной тон с примесью нескольких колебаний других частот (например, звуки скрипки или рояля могут включать до 20 различных колебаний). Музыкальные звуки одной и той же длительности количественно четко характеризуются:
- высотой - восприятием на слух частоты основного тона
- тембром - качественным различием, определяемым обертонами

Излучатель - физическая система, генерирующая излучение

Излучение - распространяющиеся в пространстве волны любой природы.
- инфракрасное излучение - электромагнитное излучение с длиной волн в интервале 1.0*10^-4 - 7.6*10^-7 м
- ультрафиолетовое - электромагнитное излучение с длиной волн в интервале 4*10^-7 - 5*10^-8 м
- ионизирующее - электромагнитное излучение, взаимодействие которого со средой приводит к ионизации атомов и молекул среды
- когерентное - электромагнитное излучение, колебания в котором имеют постоянную разность фаз, не зависящую от времени
- монохроматическое - излучение, которое с достаточным приближением может быть охарактеризовано одним значением частоты, длины волны или волнового числа (при распространении фазы монохроматического излучения в анизотропной среде следует различать лучевую и нормальную фазовые скорости)

Изофоны - стандартизованное (по ISO) семейство кривых линий графика (контура) равных громкостей

Изохронизм (для малых колебаний) - независимость периода колебаний от амплитуды

Изохронность - независимость периода собственных колебаний тела в колебательной системе от амплитуды колебаний

Импульс - кратковременный сигнал

Импульс волновой - распространяющееся в пространстве в виде волны однократное или групповое возмущение среды (пример - волны цунами)

Интенсивность:
- звука - мощность, переносимая звуковой волной в направлении распространения. Количественно она равна среднему по времени потоку звуковой энергии через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения звука {измеряется в [Вт/м²]}
- излучения - отношение величины плотности потока энергии данного излучения, проходящего внутри некоторого телесного угла, к этому телесному углу
- излучения волны - равна энергии, переносимой волной через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны, за (1 с). Измеряется в (Вт/[c]м²)

Интервал - всякое соотношение двух звуков по высоте (точнее - по частоте основного тона) в музыке и акустике. Если звуки взяты одновременно (созвучие), то интервал называется гармоническим, а если последовательно - то мелодическим (при этом более высокий звук называется вершиной, а более низкий - основанием).

Интерференция волн - явление наложения волн, при котором происходит их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление - в других. Интерферировать могут только волны, в которых колебания совершаются вдоль одного и того же направления. Результат интерференции зависит от разности фаз накладывающихся волн. Две волны одинаковой частоты (длины) и одинаковой фазы (нулевой сдвиг между ними) дают результирующую волну той же частоты, но удвоенной амплитуды (частным случаем проявления интерференции является взаимодействие двух встречных волн одинаковых частот и амплитуд). При некогерентных колебаниях явление интерференции не наблюдается (из-за хаотического изменения разности фаз происходит простое сложение интенсивностей). Фактически интерференция колебаний - их сложение, при котором не имеет места суммирование их интенсивностей. Результат интерференции определяется как разностью фаз интерферирующих волн (в месте наблюдения), которая (разность) зависит от начальной разности фаз волн, так и от разности расстояний, отделяющих точку наблюдения от источников каждой из волн. Интерференционная картина возникает, например, при сложении когерентных световых волн. Фактически получение изображения в линзе - интерференционный эффект. Интерференция бывает стационарной и нестационарной

Две волны равной частоты (длины), но имеющие разность фаз 'п' (180^o) (т.е. с разностью хода λ /₂), гасят друг друга, если их амплитуды одинаковы.

Пример интерференции волн от двух точечных источников (http://lib.convdocs.org/pars_docs/refs/243/242341/242341_html_m63a35f7b.jpg):

	Стационарную  интерференционную картину  могут давать  только когерентные
	волны (например, 2 сферические волны на поверхности воды,распространяющиеся 
	от двух когерентных  точечных источников, при  интерференции образуют
	результирующую  волну; фронтом  результирующей волны  будет сфера). 
	Энергия результирующей волны равна сумме энергий интерферирующих волн; 
	на этом свойстве основан прибор - интерферометр. 
	Две волны,линейно поляризованные под углом 90^o друг к другу,не интерферируют

Инфразвук - колебания с частотами меньшими 16 Гц

Источники пространственно-когерентные - два источника, размеры и взаимное расположение которых позволяют наблюдать интерференцию

Источник точечный - излучает сферические волны, плоский источник - плоские, нить - цилиндрические и т.д.

	Волны и возбуждающие их источники называют когерентными, 
	если разность фаз генерируемых волн не зависит от времени. 
	Реальные источники волн не могут быть когерентными.

Когерентность - согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Когерентность выражается в постоянстве или закономерной связи между фазами, частотами, поляризациями и амплитудами этих волн.

	Источники света когерентные - источники, испускающие колебания 
	в одинаковых фазах или с постоянной разностью фаз (при некогерентных 
	источниках интерференция не  наблюдается). Когерентные источники могут 
	быть образованы:
 	- методом деления волнового фронта (исходящий от источника пучок света	
	  делится на два, проходя через два близко расположенных отверстия или 
 	  отражаясь от зеркальных поверхностей)
	- методом деления амплитуды (метод пригоден для любых малых и протяженных
	  источников: для получения большей интенсивности пучок делится путем 
 	  прохождения и отражения от полупрозрачной поверхности)
	
	Когерентность пучков взаимная  - постоянство разности фаз колебаний обеих 
	волн в данной точке пространства в любой момент времени.  

	Когерентность временнáя (или продольная) - определяется временным 
	промежутком, в пределах которого разность фаз колебания в некоторой точке,
	взятая в любые два момента времени, постоянна. Это означает, что для того,
	чтобы свет обладал временной когерентностью, он должен состоять из волн 
	одной строго определенной длины (одного цвета), т.е. быть монохроматичным.
	Временная когерентность зависит от ширины спектра волн.

	Время когерентности- интервал времени, в течениe которого фаза колебаний 
	остается приблизительно постоянной(иначе-это время,за которое свет проходит 
	длину когерентности или время, по истечении которого разность фаз волны 
	в некоторой, но одной и той же точке пространства изменяется на 'π'). 
	За время когерентности происходит испускание цуга волн. 

	Длина когерентности - максимальное расстояние, на которое в интерференцион-
	ных устройствах можно развести волны, формируемые из данной волны с частичной 
	временной когерентностью, чтобы еще наблюдалась интерференционная картина
	(иначе - максимальная разность хода, допустимая для наблюдения интерференции 
	или расстояние, на которое перемещается плоская волна за время когерентности)
	Длина когерентности лазерного излучения с высокой временной когерентностью
	может составлять десятки и сотни метров.Длина когерентности определяет размер 
	области, на которой наблюдается интерференционная картина (иначе - длина
	когерентности - это пространственная длина цуга)

	Когерентность пространственная (или поперечная)- определяется расстоянием 
	на плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, в пределах 
	которого разность фаз колебания, взятая в любых двух точках, постоянна(или
	иначе - состояние, при котором световые волны,проходящие через пространство, 
	не обязательно совпадают по частоте, но совпадают по фазе, т.е. разность фаз 
	для них остается постоянной в разных точках волновой поверхности)
	(пространственная когерентность характеризует протяженность источника излучения)
	(рисунок из Википедии - пример опыта Юнга):
		   

	Объем когерентности - объем пространства, внутри которого колебания светового
	поля волны являются согласованными, т.е. в котором может быть помещен объект 
	съемки, и в котором,как ожидается, можно записать голограмму. Он является интег-
	ральной характеристикой когерентности света и определяется разностью оптических 
	путей объектного и опорного пучков. 

	Площадь когерентности - площадь на плоскости, нормальной направлению на 
	источник, ограниченная кривой, в пределах кoтрой степень взаимной корреляции 
	между любыми двумя точками не падает ниже некоторой заданной величины.

	Степень когерентности (временной или пространственной) - характеризует ухудшение контрастности интерференционных полос. Степень временной когерентности  - степень взаимной когерентности для одной точки пространства. Степень пространственной когерентности  - степень взаимной когерентности при запаздывании, равном нулю

	Угол когерентности - отношение разности хода от краев источника 
	к линейному размеру источника.

	Ширина когерентности - степень согласованности по фронту волны

Колебания - процессы, обычно отличающиеся повторяемостью через равные промежутки времени. Таким свойством повторяемости обладают качания маятника часов, колебания струны или ножек камертона, напряжение между обкладками конденсатора в колебательном контуре радиоприемника и т.п. В зависимости от физической природы повторяющегося процесса, различают колебания: механические, электромагнитные, элетромеханические и т.д. Гармоническое колебание определенной частоты воспринимается как определенный музыкальный тон. Низкие частоты колебаний соответствуют низким звуковым тонам (бас, баритон), а высокие частоты - высоким тонам (сопрано, дискант). В твердых телах могут распространяться как поперечные, так и продольные звуковые колебания
Колебания частиц среды, в которой распространяется волна, являются вынужденными, поэтому их период равен периоду колебаний возбудителя волны. Ниже приведен пример колебания масс в сетке, моделирующие движение молекул в волне на поверхности жидкости (каждая масса движется по окружности, радиус которой убывает с расстоянием от поверхности, но массы внизу сетки находятся в покое):

- апериодические - колебания, при которых состояние колебательной системы не повторяется через равные промежутки времени

- вынужденные - колебания, возникающие в какой-либо системе под влиянием внешней гармонической силы (при приближении частоты действия силы к частоте внутренних колебаний системы возникает резонанс колебаний). Частота вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы.

- гармонические (то же, что простые) - колебания, при которых изменение состояния происходит по закону синуса или косинуса (они являются частным случаем периодического колебания)

- затухающие - колебания, энергия которых уменьшается с течением времени

- когерентные - два или более гармонических колебания, происходящие с одинаковой частотой и постоянной во времени разностью фаз (не все колебания с одинаковыми частотами являются когерентными). Колебания с разными частотами не являются когерентными. При сложении двух взаимно перпендикулярных когерентных колебаний в зависимости от разности фаз может проявляться круговая, линейная или эллиптическая (в общем случае) поляризация

- крутильные - колебания упругой системы, выражающиеся в периодически меняющейся деформации кручения отдельных ее элементов (пример: крутильные весы)

- механические - примеры: колебания закрепленной одним концом линейки, груза на пружине и др.

- модулированные - колебания, в которых амплитуда, частота или фаза колебаний изменяются по определенному закону с частотой меньшей, чем частота колебаний

- незатухающие - колебания, энергия которых не меняется со временем

- нормальные - набор характерных для колебательной системы типов гармонических колебаний

- основное - колебание, отвечающее 'n = 1' - см. Стоячие волны. Все остальные колебания являются гармониками, которые различаются между собой длинами волн (λ = 2l / n ), а также числом пучностей и узлов на волне

- параметрические - колебания, возбуждаемые путем периодического изменения параметров колебательной системы

- периодические - колебания, при которых состояние колебатательной системы повторяется через равные промежутки времени

- простые - см. гармонические

- релаксационные - колебания, которые имеют явно выраженную несинусоидальную форму

	Источники релаксационных колебаний первого типа генерируют колебания
	несинусоидальной  формы непосредственно, а у источников релаксационных
	колебаний второго типа (генераторов - преобразователей) синусоидальное
	напряжение преобразовывается в напряжение несинусоидальной формы

- свободные (или собственные) - колебания, возникающие в системе при внешнем воздействии, сводящемуся лишь к начальному отклонению системы от состояния устойчивого равновесия (т.е. колебания системы продолжаются после прекращения действия внешней силы)

- связанные - демонстрируются связанными маятниками (энергия передается от первого маятника ко второму и назад, в результате амплитуда колебаний каждого из маятников периодически изменяется) - Oao-bolshevik.ru:

- синхронные - гармонические колебания, имеющие одинаковые частоты

- синфазные - колебания с одинаковой разностью фаз между ними в любой момент времени

- ультразвуковые (пример: летучая мышь)

- упругие - колебания струн, тросов; диапазон частот упругих колебаний:
инфразвук - до 16 Гц
звук - от 16 Гц до 20 кГц
ультразвук - от 20 кГц до 100 МГц
гиперзвук - свыше 100 МГц

- электрические - колебания в цепях переменного тока, создаваемые электрическими генераторами

- электромагнитные - взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, составляющих единое электромагнитное поле

Консонанс - согласное звучание

Контур колебательный - электрическая цепь, содержащая последовательно/параллельно соединенные катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (напряжения). Период колебаний контура (сек) равен T = 2п√LC, где L - индуктивность катушки, Генри - (Гн), а C - емкость конденсатора, Фарад - (Ф). Циклическая частота колебаний в контуре равна ω = 1/√(LC)

	Пусть конденсатор емкостью 'C' заряжен до напряжения 'U_o'.
	Энергия, запасенная в конденсаторе составляет 'E_c= C*U_o^²/₂'. 
	При соединении конденсатора с катушкой в цепи потечет ток 'I', 
	что вызовет в катушке индуктивности электродвижущую силу (ЭДС)
	самоиндукции, направленную на уменьшение тока в цепи. 
	Ток, вызванный этой ЭДС(при отсутствии потерь в индуктивности) 
	в начальный момент будет равен току разряда конденсатора, то 
	есть результирующий ток будет равен нулю. Магнитная энергия 
	катушки в этот (начальный) момент равна нулю. 
	Затем результирующий ток в цепи будет возрастать, а энергия из
	конденсатора  будет переходить  в катушку до полного разряда 
	конденсатора. 
	В этот момент электрическая энергия колебательного контура равна 
	нулю. Магнитная же энергия, сосредоточенная в катушке, напротив,
	масимальна и равна 'E_L=L*I_o^²/₂' 
	(где 'L'- индуктивность катушки,'I_o'-максимальное значение тока)
	После этого начнется перезарядка конденсатора, то есть заряд 
	конденсатора напряжением другой полярности. Перезарядка будет 
	проходить до тех пор,пока магнитная энергия катушки,не перейдет 
	в электрическую энергию конденсатора. 
	Конденсатор в этом случае снова будет заряжен до напряжения 'U_o'. 
	В результате в цепи возникают колебания, длительность которых 
	будет обратно пропорциональна потерям энергии в контуре

Коэффициент:

- бегущей волны - величина, обратная коэффициенту стоячей волны

- заполнения импульсов - величина, обратная скважности

- затухания [c^-1] - скорость затухания колебаний системы (т.е. уменьшение амплитуды за единицу времени): β = r / 2m (где m - масса тела, кг; r - коэффициент сопротивления, кг/с)

- модуляции - отношение амплитуды модулирующего сигнала к амплитуде модулируемых колебаний при амплитудной модуляции

- отражения - отношение интенсивности отраженной и падающей волн

- поглощения - величина, обратная расстоянию, на котором поток монохроматического излучения из-за поглощения в веществе ослабляется в 'е' раз

- пропускания - отношение интенсивности прошедшей через препятствие и падающей волн

- сопротивления - коэффициент, который необходимо учитывать в случае колебания тела (например, на пружине) в вязкой среде (воде, глицерине и т.п.);
сила сопротивления среды колебаниям тела пропорциональна скорости его движения

- стоячей волны - величина, характеризующая распространение электромагнитной волны в линии передачи и равная отношению напряженностей поля волны в ее пучности и узле

Лазер - квантовый генератор, испускающий электромагнитные волны вследствие вынужденного излучения активной среды, находящейся в оптическом резонаторе

Линия передачи - многопроводная система из параллельных проводников, вдоль которых могут распространяться электромагнитные волны

Линза акустическая - устройство для фокусировки звуковых волн

Луч - линия направления переноса энергии (в однородной среде луч - прямая линия, перпендикулярная фронту волны)

Магнетрон - электронный прибор для генерации СВЧ электромагнитных колебаний (широко применяется в гидро- и радиолокаторах, в микроволновых кухонных печах)
Примечания:
1. Затягивание частоты магнетрона - изменение частоты генерируемых колебаний вследствие изменения реактивной составляющей нагрузки. Оно характеризуется степенью затягивания частоты
2. Степень затягивания частоты - определяется величиной максимального изменения рабочей частоты магнетрона при изменении на (360^o) фазы волны, отраженной от нагрузки с коэффициентом стоячей волны по напряжению, равным (1.5)

Максимум критический: m_кр = λ/2(∆λ), где λ - длина волны. Для критического максимума оптическая разность хода лучей равна ∆=m*λ

Маятник(и):

- баллистический - используется для определения скорости полета быстродвижущихся предметов (например, по амплитуде колебаний баллистического маятника после столкновения с пулей определяют ее скорость полета)

	Задача.
В пластиковый шар массой (199 г), подвешенный на нити длиной (9.8 м), ударяет 
стальной шарик массой(1 г) и застревает в нем. Чему была равна скорость шарика 
до удара, если в результате столкновения пластиковый шар отклонился на (4 см)?
Примечание. 
     А - максимальное отклонение пластикового шара (м),
     g = 9.8 m/c² - ускорение свободного падения
Решение. 
В соответствии с законом сохранения импульса скорость шарика до удара равна:
	v = [(M+m)/m]*A*√(g/l)= [(199+1)/1]*0.04√(9.8/9.8) = 200*0.04 = 8 m/c

- крутильный - механическая система, представляющая собой тело, подвешенное в поле тяжести на тонкой нити и обладающее лишь одной степенью свободы: вращением вокруг оси, задаваемой неподвижной нитью. Если при повороте тела в нити возникает момент сил, пропорциональный углу поворота, то тело будет вращаться по гармоническому закону с периодом T = 2п√(I / k) (где I - момент инерции тела, k - вращательный коэффициент жесткости маятника). Крутильный маятник представляет собой очень чувствительный механический прибор (позволяет обнаружить даже гравитационное взаимодействие массивных тел; пример - опыт Кавендиша)

- математический - механическая система,состоящая из материальной точки, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити (или на невесомом стержне в поле тяжести). Период малых колебаний математического маятника длины (l) в поле тяжести с ускорением свободного падения (g) равен T = 2п*√(l / g) и не зависит от амплитуды и массы маятника. Плоский математический маятник со стержнем - система с одной степенью свободы. Если же стержень заменить на нерастяжимую нить, то это система с двумя степенями свободы со связью.

- пружинный - тело, совершающее прямолинейные колебания под действием упругой силы пружины F {где k - жесткость пружины [Н/м], m - масса груза [кг], ω - частота колебательной системы [рад/с], х - смещение тела на пружине от начального [метр]}. Период колебания груза на пружине:
T = 2п√(m/k) {где m - масса груза, k - жесткость пружины}
Циклическая частота колебаний пружинного маятника: ω₀=√(k/m)

	Задача.
	   Насколько растянется идеальная пружина, 
	   жесткость которой k = (980 H/м)  под 
	   действием силы F = (98 H)? 
	Решение. 
	   Удлинение пружины под действием силы  
	   можно определить по формуле: 
	   Δx=F/k=(98 Н)/(980 Н/м)= 0.1 м = 10 см

- оборотный - физический маятник, у которого точка подвеса расположена в центре качания, при этом период колебаний физ маятника остается неизменным

- связанные (маятники) - пример (могут колебаться в фазе, в противофазе и с произвольным сдвигом фаз) - infourok.ru:

- физический - твердое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела (или оси, не проходящей через центр масс этого тела)

	Одной из характеристик физического маятника является приведенная длина - 
	условная характеристика, численно равная длине математического маятника,
	период колебаний которого равен периоду данного физического маятника.
	Приведенная длина вычисляется по формуле: l = I / (m*a) (где I - момент 
	инерции относительно точки подвеса, m - масса, a - расстояние 
	от точки подвеса до центра масс). Период колебаний физического маятника
	равен: T = 2п√(I/m*g*a) (где I - момент инерции относительно точки 
	подвеса, m - суммарная масса маятника или составляющих, a - расстояние 
	от (точки) центра подвеса до центра масс). 
	Если известна приведенная длина маятника,то период колебаний физического
	маятника будет равен периоду колебаний математического маятника

Мел(ы) - единица высоты звука (определяется по шкале высот звука, разность между которыми слушатель воспринимает как равную). Например, тону с частотой (1 кГц) и звуковым давлением (2*10⁻³ Па) соответствует высота звука в (1000 мел), а в диапазоне (20 Гц - 9000 Гц) укладывается около (3000 мел). Измерение высоты произвольного звука основано на способности человека устанавливать равенство высот двух звуков или их отношение (т.е. во сколько раз один звук выше или ниже другого).

Микроволны - электромагнитные волны (мм), (см) и (дм) диапазонов

Мода резонатора
В лазерах свет внутри резонатора многократно отражается от зеркал и вследствие интерференции только определенные частоты сохраняются в резонаторе, в то время как остальные подавляются. Стабильные повторяющиеся на каждом туда-обратно проходе света структуры являются собственными модами или модами резонатора. Для эффективной передачи энергии молекул в электромагнитную волну частота молекулярного перехода должна совпадать с частотой моды резонатора, которую требуется усиливать. Моды оптического резонатора подразделяют на:
- поперечные (которые отличаются как частотой, так и распределением поля внутри сечения светового пучка)
- продольные (которые отличаются частотой)

Модулятор - устройство для принудительного изменения во времени параметров, характеризующих какой-то регулярный физический процесс

Модуляция - медленное (по сравнению с периодом колебаний) изменение какого-либо из параметров, характеризующих колебание
- амплитудная - модуляция колебаний, при которой происходит изменение их амплитуды
- фазовая - модуляция колебаний, при которой происходит изменение их фазы
- относительная фазовая - модуляция, не связанная с начальной фазой несущего сигнала
- частотная - модуляция колебаний, при которой происходит изменение их частоты
- комбинированная - использование в одной и той же волне нескольких видов модуляции (например, относительно-фазовая, фазочастотная и др.)

Мощность излучения - отношение количества энергии излучения, испущенного каким-либо источником, к промежутку времени,
в течение которого длилось излучение

Мультивибратор - генератор электрических релаксационных колебаний различного типа

Направление распространения волны:
- нормаль к фронту волны (линии, перпендикулярные к гребням и впадинам волны)
- направление лучей (т.е. линий, нормальных к волновой поверхности, вдоль которых происходит перенос энергии)

Направление поляризации - принято считать направление электрической составляющей (Е) электромагнитной волны. В частности, пучок солнечного света не поляризован, так как направление поляризации в нем постоянно меняется. Если поставить два поляризационных фильтра так, чтобы направления поляризации у них были перпендикулярны, то свет через них проходить не будет: сначала световая волна поляризуется первой пластинкой, становясь плоской, а после этого свет уже не проходит через вторую пластинку, которая поляризует его перпендикулярно плоскости волны.

Непер - единица натурального логарифма отношения двух одноименных физических величин (при десятичном логарифме отношений - бел)

Обертоны - высшие гармонические тоны, сопровождающие основной тон и обусловливающие собой так называется 'оттенок' или 'тембр' звука. На струнных музыкальных инструментах можно выделить определенные обертоны путем касания пальцем струны в точке покоя этой гармоники (такой прием называется 'флажолет'). Если отношение частот рациональное (отношение частот двух колебаний равно рациональному числу), возникает резонанс

Октава - музыкальный интервал с соотношением частот между звуками 1:2 (т.е. частота высокого звука в 2 раза больше частоты низкого). На слух субъективно октава воспринимается как устойчивый, базисный музыкальный интервал. Хотя два последовательных звука (отстоящие на октаву) явно различимы по высоте, они воспринимаются очень похожими между собой. Октава может быть:
- чистой {интервал в 8 ступеней и 6 тонов: простейшее соотношение двух звуков различной высоты, у которых частота колебаний относится как 2:1 (т.е. верхний звук имеет удвоенную частоту колебаний по сравнению с нижним звуком)}
- уменьшенной {интервал в 8 ступеней и 5.5 тонов}
- увеличенной {интервал в 8 ступеней и 6.5 тонов}

Отражение:
- волн - явление, при котором падающая на поверхность раздела двух сред волна распространяется от границы в той же среде, в которой она первоначально распространялась
- волн избирательное - изменение спектрального состава света после отражения от поверхности тела в зависимости от длины волны
- полное внутреннее - отражение волн от поверхности раздела двух прозрачных сред, при котором преломленная волна полностью отсутствует (явление используется в оптоэлектронике - оптоволоконные системы передачи данных)

Пакет волновой - пакет, образованный группой волн (но не монохроматической волны!). Поскольку электромагнитная энергия сосредоточена в этом пакете, то групповая скорость стала интерпретироваться как скорость переноса энергии

Период:
- волны - период колебаний физической величины, распространяющейся в виде волны, происходящих в какой-либо точке пространства, через которую проходит волна. Период колебаний ('с' - сек) вычисляют по формуле: T = (1 / f) = (λ / v) {где f - частота колебаний в герцах - 'Гц', λ - длина волны (мм/см/м), v - скорость распространения волны (фазовая скорость) - м/с}
- колебаний - наименьший промежуток времени, через который значения колеблющейся величины начинают повторяться
- колебаний пружинного маятника [сек]:
Т = 2π/ω_o = 2π√(k / m) (формула Гюйгенса), где
k - жесткость пружины (Н/м)
m - масса груза (кг)
ω_o [радиан/сек] - циклическая (собственная) частота колебательной системы: ω_o = √(k / m)

Плоскость колебаний - плоскость, в которой колеблется электрический вектор (Е) электромагнитной волны.

Плоскость поляризации - плоскость, проходящая через направление поляризации и направление распространения волны [иначе - плоскость, в которой происходят колебания магнитного вектора (Н) электромагнитной волны].

Поверхность волновая (иначе - фронт волны) - поверхность, на которой фазы колебаний, создаваемых волной в данный момент, имеют одинаковые значения (иначе - геометрическое место точек, колеблющихся в одной и той же фазе или поверхность, в каждую точку которой волны приходят в одно и то же время)

	Волновую поверхность можно провести через любую точку пространства,
	охваченного волновым процессом, поэтому волновых поверхностей существует
	бесконечное множество (волновой фронт в каждый момент времени только один).
	Волновые поверхности остаются неподвижными. Волновые поверхности могут
	быть любой формы. В простейших случаях они имеют форму плоскости или сферы: 
	волна в этих случаях называется плоской или сферической соответственно. 
	В плоской волне волновые поверхности представляют собой множество параллельных 
	друг другу плоскостей, в сферической волне - множество концентрических сфер

Поглощение волн - превращение энергии волн в другие виды энергии в результате взаимодействия волны со средой, в которой она распространяется

Поле интерференции - область OPQ, в которой волны пересекаются; в этой области наблюдается чередование мест с максимальной и минимальной интенсивностью света (Савельев И.А. Курс общей физики, т.III, Оптика, М.: Наука, 1970, 478 с.):

Полосы интерференции - область, в которой наблюдается пересечение волн

Полосы интерференционные - система пучностей и впадин, наблюдаемых при интерференции волн

Полуволна - половина синусоиды

Поляризация - упорядоченность направления колебаний частиц в среде. Поляризация соответствует сложению поперечных колебаний равной частоты (с различным сдвигом фаз)

Поляризация волн - явление нарушения симметрии распределения возмущений в поперечной волне (например, напряженностей электрического и магнитного полей в электромагнитных волнах относительно направления ее распространения). В продольной волне поляризация возникнуть не может, т.к. распространение возмущения в этом типе волн всегда совпадает с направлением их распространения.
Причиной возникновения поляризации волн может быть:
а) несимметричная генерация волн в источнике возмущения;
б) анизотропность среды распространения волн;
в) преломление и отражение волн на границе двух сред.
Основными являются два вида поляризации:
● линейная - колебания возмущения происходит в какой-то одной плоскости. В таком случае говорят о 'плоско поляризованной волне'; у линейно (или плоско) поляризованной волны направления колебаний векторов (Е) и (Н) строго фиксированы
● круговая - конец вектора амплитуды описывает окружность в плоскости колебаний. В зависимости от направления вращения вектора круговая поляризация может быть 'правой' или 'левой'. На основе этих двух формируются более сложные виды поляризации, например, эллиптическая (http://www.leforio.narod.ru/wave_physics.htm):

Порог слышимости - минимальная интенсивность звуковой волны, при которой возникает слуховое ощущение

Преломление волн - изменение направления распространения волны при переходе ее из одной среды в другую

Принцип суперпозиции / наложения волн - при наложении нескольких волн друг на друга в линейной среде, каждая из них распространяется независимо от других, а результирующее смещение частиц среды равно геометрической сумме смещений каждой из рассматриваемых волн

Процесс волновой - процесс переноса энергии без переноса вещества

Пучность стоячей волны - точка пространства, в которой амплитуда стоячей волны имеет максимальное значение (область, колеблющаяся с максимальной амплитудой). Пучность является результатом сложения падающей и отраженной когерентных волн 'в фазе'. Расстояние между двумя соседними пучностями равно половине длины волны
Примечания:
1. При суперпозиции двух волн, близких по частоте и амплитуде, образуются пучности и 'сужения' (через сужение проходят волны, длина которых в 2.5-3.0 раза превышает ширину щели)
2. Расстояние от узла до соседней пучности равно ( λ / 4 ), а расстояние между двумя соседними пучностями (или узлами) равно половине волны ( λ / 2 )

Радиоволны - электромагнитные волны с длиной 5*10^-5 - 1*10¹⁰ м, применяемые для передачи сигналов на расстояния без помощи проводов

Радиоимпульс - цуг высокочастотных электромагнитных волн конечной длительности

Радиокомпас - самолетный радиопеленгатор для автоматического определения направления на наземные передающие радиостанции (широковещательные и радиомаяки)

Радиолокация - совокупность методов обнаружения и измерения положений удаленных объектов, а также распознавания их формы
с помощью радиоволн (радиолокатор)

Радиомаяк- передающая радиостанция, излучающая радиосигналы, используемые для определения координат и направления движения различных объектов (в основном, самолетов и судов)

Радиометр - прибор для измерения энергии элетромагнитного излучения, действие которого основано на тепловом действии этого излучения

Радионавигация - пример

Радиопеленгация - пример

Радиотень - пример

Радиус когерентности - максимальное (поперечное направлению распространения волны) расстояние, на котором волны еще остаются когерентными между собой (возможно проявление интерференции). Радиус когерентности зависит от углового размера источника и среднего значения длин волн, приходящих от этого источника

Рассеиватель - вещество, рассеивающее электромагнитное или корпускулярное излучение.

Рассеяние волн - явление возникновения вторичных волн в направлениях, не совпадающих с направлением распространения падающей волны и некогерентных с этой волной

Реверберация (гулкость) - процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после окончания действия его источника (эхосигнал представляет отраженную от препятствия звуковую волну). Реверберация проявляется при создании какого-либо звука в замкнутом пространстве и состоит в суперпозиции различных эхосигналов от одного источника звука. Эффект реверберации можно наблюдать в закрытых помещениях после выключения источника звука. Обычно избыточная длительность реверберации приводит к эффектам неприятной гулкости, пустоте помещения, а недостаточная - к резкому отрывистому звучанию, лишенному музыкальной 'сочности'. Искусственно создаваемая реверберация в определенных пределах способствует улучшению качества звучания, создавая ощущение приятного 'резонанса' помещения. Реверберацию используют для улучшения и подчеркивания художественной выразительности речи, пения, звучания отдельных музыкальных инструментов. Реверберация характеризуется временем реверберации

Резонанс - явление резкого нарастания амплитуды вынужденных колебаний системы при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебаний системы
- напряжений - резонанс в электрической цепи при последовательном соединении катушки индуктивности и электрического конденсатора
- токов - резонанс в электрической цепи при параллельном соединении катушки индуктивности и электрического конденсатора

Резонатор - колебательная система, в которой происходит накопление энергии колебаний за счет резонанса с внешней вынуждающей силой определенной частоты. Обычно резонаторы обладают дискретным набором резонансных частот. Обычно в технике используют резонаторы с колебанием механических или электромагнитных величин, конструкция которых зависит от их резонансных частот. В зависимости от протекающих внутри процессов механические резонаторы подразделяют на:
- резонаторы мгновенного действия {в которых совершение одного периода колебания резонатора происходит за время, не большее периода колебания возмущающей силы, например, как в резонаторе Гельмгольца; они могут иметь коэффициент усиления до 45 дб (10000 раз !)}
- резонаторы накопительного действия (в которых накопление энергии внешнего воздействия происходит за счет уменьшения частоты собственных колебаний; например, в качелях усиление выходной мощности происходит за счет сложения мощностей нескольких колебаний возмущающей силы)

Резонатор объемный - замкнутая полость с электропроводящими стенками, внутри которой могут существовать свободные электромагнитные колебания. Основные характеристики объемного резонатора - резонансная частота, добротность и волновое сопротивление

Резонатор электромагнитный - резонатор, в котором накопление энергии электромагнитных колебаний происходит в объёме, ограниченном хорошо проводящими поверхностями. Объемному резонатору присущ спектр частот собственных колебаний и соответствующие им моды (виды) колебаний. Каждая мода определяется своей структурой электрических и магнитных полей. Возбуждение колебаний в объемных резонаторах осуществляется с помощью петель, штырей, щелей, электронных потоков и т.п. Электромагнитные объемные резонаторы широко применяют в СВЧ приборах (клистронах, магнетронах и др.)

Рефлектор (отражатель) - устройство для отражения волн определенной длины (частоты). Аналог - обычное зеркало (оно отражает волны всех частот)

Рефракция звука - изменение направления лучей в неоднородной среде, скорость звука в которой зависит от координат

Самовозбуждение колебаний - самопроизвольное возникновение колебаний в колебательной системе в результате флуктуаций

Сдвиг фаз - несовпадение во времени одинаковых фаз двух периодически изменяющихся величин

Сигнал - модулированная (негармоничная) волна

Сигналы резидуальные - частотные сигналы сложного спектра без основной частоты (первой гармоники) в спектре

Сила:
- вынуждающая - сила, вызывающая вынужденные колебания
- действующая на тело - (движущееся с ускорением в колебательной системе): F_d = m*a = - mω²x {где m - масса тела [кг], ω - частота колебательной системы [рад/с], х - смещение тела на пружине от начального [м]}
- звука [вт/м²] - отношение мощности, переносимой акустической волной через площадку, перпендикулярную направлению ее распространения, к площади этой площадки за единицу времени (пример шумовая граната против террористов). Сила звука является физической характеристикой интенсивности звуковых колебаний
- упругости - (действующая на материальную точку в колебательной системе): F = - k*x (где k - жесткость пружины [Н/м], х - смещение тела от начального положения [м])

Синхронизация колебаний - установление и поддержание такого режима колебаний двух или нескольких связанных систем, при котором их частоты равны, кратны или находятся в рациональном отношении друг с другом

Синхронность - протекание во времени двух или более процессов с неизменным сдвигом фаз одинаковых или соответствующих элементов этих процессов

Скважность - отношение периода повторения импульсного сигнала (T) к длительности одиночного импульсного сигнала (τ)

Скин-эффект - ослабление высокочастотного электромагнитного поля по мере проникновения вглубь проводника, приводящее к тому, что переменный ток идет преимущественно в поверхностном слое проводника

Скорость волны - физическая величина, равная:
- отношению длины волны (λ) к периоду колебаний ее частиц (T): v = λ / T
- произведению ее частоты (т.е. числу длин волн, испускаемых источником за секунду) на длину волны: v = ν*λ
Скорость распространения волн в различных средах различна. Например, звуковая волна, переходящая из воды в воздух, уменьшает свою скорость в 4-5 раз (соответственно длина этой волны в воздухе возрастает в такое же число раз). Скорость распространения электромагнитной волны в анизотропной среде и в вакууме зависит от диэлектрической проницаемости среды: v=c/n. Скорость распространения волны может зависеть от ее поляризации

Скорость волны групповая:
- скорость распространения характерной точки на огибающей группы волн, близких по частоте (групповая скорость совпадает со скоростью переноса энергии излучения группой волн и в недиспергирующих средах групповая скорость совпадает с фазовой скоростью)
- скорость распространения одной из величин (см. дополнительно http://old.college.ru/WaveOptics/content/chapter1/section6/paragraph1/theory.html):
- центра волновой группы
- точки с максимальным значением амплитуды (В)
- переднего фронта волновой группы (точка А)
- огибающей (или модулирующей волны).

Пример расплывания волнового пакета при распространении в диспергирующей среде
(первоначальный узкий импульс электромагнитного поля в среде по мере его передвижения и наложения на него вторичных волн, испускаемых возбужденными электрическими зарядами среды, постепенно деформируется и расползается: все, без исключения, среды обладают дисперсионными свойствами.
Распространение импульса характеризует групповая скорость (скорость перемещения импульса и фазовая скорость его гармонических составляющих не совпадают).

Физический смысл групповой скорости иллюстрируется рисунком:

Амплитудно-модулированная волна

Пусть в среде распространяется амплитудно-модулированная волна, у которой амплитуда медленно изменяется во времени и пространстве. На входе в среду волна может быть представлена в виде суперпозиции трех колебаний с частотами ω и (ω+Ω), каждое из них будет распространяться в среде со своей фазовой скоростью: v = ω/k, v₁ = (ω+Ω)/k₁, v₂ = (ω-Ω)/k₂ (модулируемая волна распространяется с фазовой скоростью v = ω/k). Скорость распространения огибающей (или модулирующей) волны равна v = ∆ω / ∆k (это и есть групповая скорость).
На рисунке ниже показана некоторая зависимость ω(k) для иллюстрации геометрического смысла фазовой и групповой скоростей:

Кривая дисперсии ω(k)

Геометрический смысл скоростей:
- фазовой: u = ω / k = tg α
- групповой: v = d_ω/ d_k= tg β
Примечание. Дисперсия может быть нормальной (u < v) или аномальной (u > v). Например, при измерении скорости света в среде всегда измеряется групповая скорость (u), которая не может превышать скорость света в вакууме (u ≤ c)

Скорость:
- звука - скорость перемещения в среде упругой волны при условии, что форма ее профиля остается неизменной (примеры разных скоростей для воздуха, воды, металлов). Скорость звука в анизотропных телах зависит от направления распространения волны по отношению к кристаллографическим осям, а для поперечных волн - еще и от ориентации плоскости их поляризации. В жидкостях могут распространяться только продольные звуковые волны разрежения и сжатия
- лучевая (в кристалле) - показывает направление движения энергии световой волны
- фазовая - скорость распространения синусоидальной волны [или - скорость движения поверхности равной (постоянной) фазы для монохроматического излучения]. Фазовая скорость внутри сигнала в зависимости от свойств диспергирующей среды может быть различной и даже превышать скорость света в вакууме. Скорость перемещения фазы - это не скорость распространения энергии (которая не может распространяться со скоростью большей скорости света). Для синусоидальной волны скорость переноса энергии равна фазовой скорости

	Скорость перемещения поверхности равных фаз может быть направлена только
	перпендикулярно самой поверхности. В некристаллической изотропной среде
	лучевая и фазовая скорости совпадают и называются 'фазовой скоростью света' 
	(напряженность электрического поля перемещается с фазовой скоростью,поэтому 
	эту скорость можно назвать скоростью перемещения силовой характеристики
	этого поля). 
	Скорость распространения волны может зависить от ее поляризованности

Сложение колебаний - см. фигуры Лиссажу

Слышимость - степень отчетливости звучания

Смещение красное - увеличение длин волн в спектре электромагнитного излучения по сравнению с эталонным спектром, вызванное взаимным удалением источника и наблюдателя излучения (при сближении источника излучения и наблюдателя его проявляется фиолетовое смещение - уменьшение длин волн). Пример: при разбегании галактик наблюдается красное смещение их излучения

Созвучие - несколько одновременно приходящих колебаний, частоты которых находятся в определенном соответствии. Созвучия могут создавать приятное (консонанс) или неприятное (диссонанс) впечатление

Сопротивление:
- акустическое - величина, равная произведению плотности среды на скорость звука в этой среде
- волновое - отношение напряжения в падающей волне к силе электрического тока в линии передачи, по которой распространяются волны (оно не зависит от частоты волны или ее координаты)
- емкостное - реактивное электричесое сопротивление цепи, обладающей э.емкостью
- индуктивное - реактивное электричесое сопротивление цепи, обладающей индуктивностью

Спектр колебаний - совокупность гармонических колебаний, на которые можно разложить данное сложное колебания (пример - разложение призмой солнечного света в спектр)

Cреда диспергирующая - распределенная среда, параметры которой зависят от частоты (ω) и волновых векторов (k) возбуждаемых
в ней гармонических полей

Степень - сравнительная величина, характеризующая интенсивность, качество, размер и т.п.

Степень поляризации - соотношение количеств поляризованного и естественного света в частично поляризованном свете

Стробоскоп - прибор для наблюдения быстропериодических движений, действие которого основано на 'стробоскопическом эффекте' (зрительная иллюзия, основанная на инерции зрения: кино, танцы артистов в темноте с лампой-вспышкой)

Струна - пример струнных музыкальных инструментов (например, гитара). Колеблющаяся струна наряду с основным тоном издает целый ряд обертонов (высших гармоник)

Суперпозиция - наложение независимых волн между собой. Колебание каждой точки среды является суммой независимых колебаний, вызванных каждой из проходящих через данную точку волн в отдельности (например, взаимодействие между собой волн от двух одновременно брошенных в воду камней: независимые волны, проходящие через одну и ту же точку среды, складываются, но не искажают друг друга)

Тело абсолютно черное - тело, полностью поглощающее все падающие на него электромагнитные волны (пример: полый металлический шар с отверстием значительно меньшего диаметра, чем диаметр шара)

Тембр - окраска звука (примесь обертонов к основному тону); один из признаков музыкального звука (наряду с высотой, громкостью и длительностью). Тембр оценивается по количеству обертонов и формант (например, при малом числе обертонов звук глухой, неокрашенный, а при сильно выраженных первых обертонах - звук сочный, полный). Кроме спектра на оценку тембра влияет динамика звука (его нарастание и спадание, импульсивность). По тембрам отличают звуки одинаковой высоты и громкости, но исполненные или на разных инструментах (разными голосами) или на одном инструменте разными способами (штрихами). Тембр определяется материалом, формой вибратора, условиями его колебаний, резонатором, акустикой помещения. В характеристике тембра большое значение имеют обертоны и их соотношение по высоте и громкости, шумовые призвуки, атака (начальный момент звука), форманты, вибрато и др. факторы.

Теорема Х. Гюйгенса (1657): Если физический маятник подвесить за центр качания, то его период колебаний не изменится, а прежняя точка подвеса станет новым центром качания

Тон - акустический сигнал или звук определенной высоты
- музыкальный - акустический сигнал или звук определенной высоты
- основной - наименьшая частота сложного акустического сигнала (первая гармоника колебания)
- чистый (или простой) - синусоидальный сигнал данной частоты (каждая синусоидальная звуковая волна)
- Шепарда - звук, образуемый наложением синусоидальных волн, частоты которых кратны друг другу (звуки расположены по октавам). Иначе - звук с кажущейся постоянно повышающейся или понижающейся высотой (создается иллюзия бесконечно повышающегося / понижающегося тона, хотя реально его высота в целом не меняется)

Углы критические:
* первый - наименьший угол падения продольной волны, при котором преломленная продольная волна не будет проникать в другую среду
* второй - наименьший угол падения продольной волны, при котором преломленная поперечная волна не будет проникать в другую среду
* третий - наименьший угол падения поперечной волны, при котором еще отсутствует отраженная продольная волна

Узел стоячей волны - минимум амплитуды (амплитуда равна нулю) стоячей волны (область, находящаяся в покое). Узел является результатом сложения падающей и отраженной когерентных волн 'в противофазе'. Расстояние между двумя соседними узлами равно половине длины волны. Число узлов колебаний (в стоячих волнах) для порядка 'n' равно 'n - 1'

Ультразвук - колебания с частотами большими 20000 Гц

Унисон - явление совпадения звуковых частот (в музыке - одновременное звучание двух и более одинаковых по названию звуков одной или разных октав; при разнице частот большей 15 Гц человек начинает различать оба тона)

Уровень громкости звука - уровень звукового давления (в децибелах) чистого тона с частотой 1000 Гц, субъективно столь же громкого, как и измеряемый звук. Интенсивность ощущения звука пропорциональная логарифму степени раздражения

Уровень (интенсивности / силы) звука [децибел, db] - представляет собой 20-кратный логарифм отношения абсолютной величины давления звука к базисной величине звукового давления, равной (2#10^-5 Н/м²) стандартного тона частотой (1000 Гц) на пороге слышимости (10-12 Вт/м²). Уровень интенсивности (силы) звука - это не физическое, а чисто математическое понятие

Ускорение тела (при колебаниях на пружине) [a]:
a = - (k / m)*x, где
k - жесткость пружины [Н/м]
m - масса груза на пружине [кг]
х - смещение тела на пружине от начального положения
и не зависит от силы тяжести, действующей на это тело (сила тяжести приводит только к изменению положения равновесия):
m*a = - k*x

Условия:
- интерференционного максимума: Δ = 2m(λ/2), m = {0, +1, +2,...}
- интерференционного минимума: Δ = (2m-1)*(λ/2), m = {0, +1, +2,...}

Фаза волны (гармонического колебания) - обычно выражается в угловых единицах (радианах) или долях периода (примеры). Начальная фаза определяет смещение волн в момент t = 0 (начальный момент). Разность фаз колебаний двух точек волны, расстояние между которыми (l): Δφ=2π(l/λ)

Фазовая скорость монохроматической волны (v) - скорость распространения волнового фронта; в среде с показателем преломления (n) фазовая скорость (v) равна:
v = (ω / k) = (c / n)
где ω - круговая частота, k - волновое число, c - скорость света в вакууме.
Волны разных частот распространяются в средах с разными фазовыми скоростями.

Фазометр - прибор для измерения разности фаз двух электрических колебаний

Фигуры Лиссажу - траектории точек,совершающих взаимно перпендикулярные колебания с рациональным отношением частот. Ниже приведены траектории (на экране осциллографа), возникающие в результате наложения двух взаимно-перпендикулярных гармонических колебаний (http://www.myshared.ru/slide/228535/):

Фон - логарифмическая единица уровня громкости звука:
n_{_фонов}=10*lg(I'/I), где I' и I - интенсивность звуков
Так как интенсивности пропорциональны квадратам звукового давления, то:
n_{_фонов}=10*lg(p'/p)²=20*lg(p'/p)
Шкала фонов отличается от шкалы децибелов тем, что в ней значения громкости коррелируются с чувствительностью человеческого слуха на разных частотах. Для примера: тон частоты (1000 Гц), создающий в ухе давление (1 дин/см²), имеет громкость, равную 70 фонам (за нулевую громкость принята громкость еле различимого звука той же частоты)

Фонон - квант поля звуковой волны (квазичастица) в кристалле или квант колебательного движения атомов кристалла

Фронт волны / волновой / фазовый - совокупность точек, колеблющихся в одинаковой (равной) фазе (т.е. поверхность равной фазы или равного эйконала). Он представляет собой ту поверхность, которая отделяет часть пространства, уже вовлеченную в волновой процесс, от области, в которой колебания еще не возникли. Волновой фронт все время перемещается (со скоростью, равной фазовой скорости волны). При перемещении волнового фронта из одного положения в другое происходит увеличение эйконала. Волновой фронт может быть сферой (сферическая волна) или иметь более сложную форму. Каждая точка фронта является источником вторичных волн, которые способны образовывать фронт на новом месте (и см. 'Поверхность волновая'). В случае геометрической оптики волновые фронты не пересекаются между собой и через каждую точку пространства проходит только один волновой фронт

Центр группы волн - точка, в которой (амплитуда / интенсивность) группы волн имеет максимум

Центр качания - точка, в которой надо сосредоточить всю массу физического маятника, чтобы его период колебаний не изменился. Если всю массу сосредоточить в центре качания, он будет совпадать с центром масс (т.е. точка подвеса и центр качания обладают взаимностью: при переносе точки подвеса в центр качания точка подвеса становится центром качания и период колебаний физического маятника не изменяется)

Цуг волн[овой] - прерывистое (в виде серии импульсов) излучение электромагнитных волн атомами при переходе электронов с более высокого энергетического уровня на менее высокий (длительность волнового цуга - около 10^-8 секунды). На протяжении цуга колебаний сохраняется регулярность колебаний. Излучение отдельного атома не может быть монохроматическим, потому что оно длится конечный промежуток времени. Длительность цуга является временем когерентности

Частота - отношение числа полных циклов какого-либо периодического процесса к промежутку времени, в течение которого совершается это число циклов
- колебаний - число циклов в единицу времени (Гц) (иначе - величина, обратная периоду колебаний)
- колебаний (груза на пружине) [Гц]: ν = 1 / Т (где Т - период колебаний тела на пружине)
- круговая - произведение частоты колебаний на (2п)
- линейная - частота гармонических колебаний
- несущая - частота модулируемой волны
- основная - частота импульсных сигналов (в отличие от частоты гармоник)
- резонансная - частота колебаний, при которой наступает явление резонанса
- собственная - частота гармонических колебаний системы, не подвергающейся действию внешних сил
- циклическая (или круговая)- частота гармонических колебаний, умноженная на (2п)

(Рис. из https://cyberpedia.su/15xbe37.html)

Частотомер - прибор для измерения частоты периодических процессов

Часы - устройства для точного измерения времени

Число:
- волновое - величина, обратная длине волны излучения в вакууме, т.е. K = 1 / λ (где λ - длина волны), показывающее число волн в (1 см), или иначе - отношение циклической частоты к скорости волны: k = (2п / λ). Оно определяет изменение запаздывания колебаний по фазе на единицу длины
- Маха - отношение скорости движения тела в среде к скорости звука в этой же среде (число Маха обычно используется в сверхзвуковой авиации и ракетной технике)
- рациональное - число, которое может быть представлено в виде дроби m/n (m, n - целые числа). Все целые числа являются рациональными.

Шкала электромагнитных волн - пример частот колебаний (от атомов элементов до галактического излучения)

Шум - беспорядочные колебания различной физической природы, являющиеся помехой приему сигналов

Электродинамика - теория электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрическими зарядами

Энергия волны - пропорциональна квадрату ее амплитуды (соотношение между энергией и амплитудой сохраняет свое значение для любых волн, в том числе акустических)

Энергия колебаний - прямо пропорциональна квадрату частоты и квадрату амплитуды:
E = m*Ω^²*x^²/_₂ [обеспечивает распространение колебаний на участки среды, прежде находившиеся в покое, т.е. распространение (передачу) энергии]
Примечания:
1. Энергия колебаний в узлах стоячей волны равна нулю, а энергия колебаний в пучностях имеет максимальное значение
2. Энергия колебаний тела на пружине [Дж]:
- кинетическая: E_k = m*v²/₂
- потенциальная: E_p = k*x²/₂
где k - жесткость пружины [Н/м], m - масса груза на пружине[кг], v - скорость тела на пружине в данный момент времени, х - смещение тела на пружине от начального [м]

Эффект бинауральный - явление различия колебаний в ушах наблюдателя вследствие сдвига фаз колебаний

Эффект Доплера (1842) - изменение частоты и длины волн, регистрируемых приемником, вызванное движением их источника и/или движением приемника. Если источник волн догоняет испускаемые им волны, то результирующая длина волны уменьшается, а если удаляется - длина волны увеличивается. При прохождении света через среду его скорость падает, но частота излучения не изменяется. Характерное проявление эффекта Доплера - изменение тона звука проезжающей мимо наблюдателя машины экстренной медицинской помощи с включенной сиреной. При приближении машины к наблюдателю частота звуковых волн увеличится (а длина уменьшится), и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издает сирена.
В момент проезда машины мимо наблюдателя, он слышит тон, реально издаваемый сиреной. При удалении же машины наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты (и, соответственно, большей длины) звуковых волн. Для волн, распространяющихся в какой-либо среде (например, воде), нужно принимать во внимание движение как источника, так и приемника волн относительно этой среды

	ω_o- частота, с которой источник испускает волны
	с - скорость распространения волн в среде
	u - скорость приемника относительно среды (она 
	    положительна, если он движется по направлению к источнику)
	v - скорость источника волны относительно среды:
		она положительна, если источник приближается к приемнику 
		т.е. догоняет испускаемую им волну, длина ее при этом 
		уменьшается)
		она отрицательна, если источник удаляется от приемника 
		(т.е. отстает от испускаемой им волны, длина ее при этом
		увеличивается)
	λ - длина волны равна: λ = ^{(c - v)}/_{ω_o}
	Частота, регистрируемая неподвижным приемником, будет равна:
	   ω = ^c/_λ = ω_o*{¹/_[1-(v/c)]}  
	При неподвижном источнике и движущемся приемнике частота равна
	   ω = ω_o*[1 + (^u/_c)]
	Для общего случая (при движении как источника, так и приемника):
	   ω = ω_o*{^[1+(u/c)]/_[1-(v/c)]}
	или аналогичная форма для скоростей
	
	Задача.
	Наблюдатель, стоящий на платформе, слышит гудок проходящего 
	поезда. При приближении поезда частота его гудка ω₁ = 180 Гц, а при 
	удалении поезда от наблюдателя - ω₂ = 160 Гц. 
	Определить скорость поезда, если скорость звука в воздухе равна 
	с = 340 м/с.
	Решение.
	Скорость поезда равна:
	   V_поезд.= с*(ω₁−ω₂)/(ω₁+ω₂)
	   V_поезд.=340*(180−160)/(180+160) =(340*20)/340=20 м/с=72 км/час

Эхо - волна, отраженная от какого-либо препятствия и принятая наблюдателем (пример - звуки в лесу, долине)

Размещен: 04/02/2014, изменен: 03/10/2022. 101k. Статистика.
Справочник: Естествознание

Связаться с программистом сайта.
Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"
Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"