A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Az oszcilláció (oszcillálás) időben ismétlődő változás valamely stabil állapot(ok) körül. Közismert példa az inga és a váltakozó áram. A vibráció (rezgés) fogalma szűkített értelemben oszcilláció, a kifejezést főleg mechanikai rendszerek esetében használják. Az oszcilláció nemcsak fizikai rendszerekben tapasztalható, hanem biológiai rendszerekben és a társadalomban is.
Az egyszerű harmonikus oszcilláció
A legegyszerűbb mechanikai oszcilláló rendszer egy tömeg (test), egy lineáris rugóhoz kapcsolva. Egy ilyen rendszer akkor van egyensúlyi állapotban, amikor statikus, azaz nyugalmi állapotban áll. Ha a tömeget kimozdítjuk egyensúlyi állapotából, akkor egy visszatérítő erő keletkezik, amely a nyugalmi állapotba akarja visszaállítani a rendszert. A visszatérő mozgó tömeg momentumra tesz szert, és nyomaték keletkezik az ellentétes irányba. Ha egy állandó erő is hat a rendszerre, mint például a gravitáció, akkor az egyensúlyi helyzet eltolódik. Azt az időt, amely alatt egyetlen oszcilláció történik, oszcillációs periódusnak vagy periódusidőnek is hívják.
A tömeg-rugó rendszer speciális dinamikáját matematikailag az úgynevezett egyszerű harmonikus oszcilláció írja le, és az ekkor létrejövő mozgást egyszerű harmonikus mozgásnak hívják. A tömeg-rugó rendszerben azért történik oszcilláció, mert az egyensúlyi állapotból történő elmozdulás során a rugó kinetikus energiára tesz szert, amely a rugó potenciális energiájává változik. A tömeg-rugó rendszer jól illusztrálja az oszcilláció általános tulajdonságait, azaz az egyensúlyi állapotot, és a visszaállításra ható erőt, amely annál nagyobb lesz, minél inkább eltér az egyensúlyi állapottól.
Csillapított és meghajtott oszcilláció
A valóságban az oszcilláló rendszerek termodinamikusan irreverzibilisek. Ez azt jelenti, hogy mindig van egy disszipatív folyamat, mint a súrlódás vagy az elektromos ellenállás, amely folyamatosan hővé alakítja át az oszcillátorban tárolt energiát a környezet felé. Ezt a jelenséget csillapításnak hívják. Ily módon az oszcillációk amplitúdója egyre csökken, hacsak nem kap kívülről energiát a csillapítás pótlására. A csillapítás hatása legjobban a harmonikus oszcillátor működésekor látható. Egy oszcilláló rendszer meghajtott, ha kívülről folyamatosan energiát kap az oszcilláció fenntartása érdekében; ilyen oszcilláció az AC, vagyis a váltakozó áram.
Csatolt oszcillátor
A harmonikus oszcillátor és az általa modellezett rendszer szabadsági foka 1. Bonyolultabb rendszerek szabadsági foka 1-nél több. Ilyen például az a rendszer, amely két tömegből és három rugóból áll (mindegyik tömeg egy fix ponthoz és egymáshoz is kapcsolódik). Ebben az esetben minden változót befolyásolja a többi is. Ez vezet a csatolt oszcillációhoz. Például az ugyanarra a falra szerelt (azonos frekvenciájú) két ingaóra szinkronizálni próbálja a lengését. Ezt a jelenséget először Christiaan Huygens figyelte meg 1665-ben.[1] Az összetett rezgőrendszer leírása meglehetősen bonyolult, de hatékonyabb és számítástechnikailag kezelhetőbb, ha normál módusban fejezzük ki a mozgásokat.
Ennél még bonyolultabb az olyan csatolt oszcillátorok esete, ahol az energia az oszcilláció két formája között váltakozik. Ilyen a Wilberforce-inga, ahol az oszcilláció a függőleges inga megnyúlása és ennek a rugónak a végén található test forgómozgása között váltakozik.
Folytonos rendszerek - hullámok
Amikor a szabadságfokok száma tetszőlegesen nagy, akkor a rendszer közelít a folytonossághoz. Ilyen például a víz felszínén tapasztalható hullámzás is. Az ilyen rendszernek végtelen számú normál módusa van, amely jellemzően terjed a vízben.
Példák az oszcillációkra
Mechanikai
Elektromechanika
• Mikrofon
Elektromosság
Optika
• Lézer
Geofizika
• Atlanti dekadikus oszcilláció
• El Niño
• Csendes-Óceáni térség dekadikus oszcillációja
Asztrofizika
Kémia
• Belousov–Zhabotinsky reakció
Egészségügy
Hivatkozások
- ↑ Strogatz, Steven. Sync: The Emerging Science of Spontaneous Order. Hyperion, 2003, pp 106-109
Fordítás
- Ez a szócikk részben vagy egészben az oscillation című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.