Амплитуда, период, частота, фаза

Колебательным называется процесс, в котором какая-либо характеристика изменяется последовательно то в одну, то в другую сторону относительно своего определенного значения. Например, колеблются ток и напряжение в цепи переменного тока, температура воздуха в определенной климатической зоне, автомобиль на рессорах и т.д.

Колебания бывают периодическими и непериодическими. Так как непериодические колебания можно разложить на периодические составляющие, то речь здесь пойдет о периодических колебаниях, которые описываются периодической функцией , где n – произвольное целое число, Т – период функции.

Периодические колебания совершаются циклично, то есть начиная с некоторого момента все изменяющиеся физические величины последовательно повторяются. Изменение любой характеристики в течение одного цикла называются полными колебаниями.

Например, если какая-либо физическая величина S системы изменяется периодически по закону

(1.1)

то ее колебания характеризуются следующими величинами:

1. Амплитуда колебаний S_m – наибольшее значение периодически изменяющейся величины S.

Амплитуда измеряется в тех же единицах, что и сама величина, т.е. если изменяется периодически в цепи ток, то - А (Ампер), если напряжение то - В (Вольт), если смещение маятника, то - м, если ускорение - - м/с² и т.д.

2. Период колебания Т – время одного полного изменения периодической величины; - с.

3. Частота колебания ν (или f) – число полных колебаний величины за единицу времени; - Гц (Герц). 1 Гц = с^-1.

4. Циклическая (круговая) частота колебания ω – число полных колебаний за 2π секунды;

или

5. Фаза колебания - физическая величина, характеризующая состояние колебательной системы в любой момент времени

6. Начальная фаза колебаний φ ₀ – величина, характеризующая состояние колебательной системы в начальный момент времени; (см. 2.6; рисунок 2.6).