Физика. Часть 3. Колебания и волны. Волновая оптика. Дымченко Н.П - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

40
электромагнитных колебаниях – заряд, напряжение и ток), уравнения, описы-
вающие колебательные процессы, имеют одинаковый вид и могут решаться
одинаковыми методами.
Сравните уравнения (1.3) для движения груза пружинного маятника с
уравнением (2.5) изменения электрического заряда колебательного контура:
2
2
0
2
0
dx
x
dt
ω
+=
,
2
2
0
2
0
dq
q
dt
ω
+=
.
Отсюда можно заключить, что электрический заряд q изменяется по тому
же закону, что и координата груза на пружине х.
В механических системах гармонические колебания возникают за счет то-
го, что на тело массой m, выведенное из положения равновесия, действует
возвращающая сила, пропорциональная смещению х:
kxF
−
=
.
В электромагнитных гармонических колебаниях изменение тока в цепи
колебательного контура обусловлено напряжением U между пластинами кон-
денсатора, которое пропорционально заряду q:
Uq
C
= .
Следовательно, одинаковый характер изменения величин х и q объясняет-
ся тем, что условия, порождающие колебания, описываются одинаковыми
линейными законами (F~x, U~q).
Сопоставление механических и электромагнитных колебаний можно сде-
лать на основе взаимных периодических превращений одного вида энергии в
другой. Механические колебания сопровождаются взаимными превращениями
потенциальной и кинетической энергий маятника. В электромагнитных колеба-
ниях происходят взаимные превращения энергии электрического поля в
энергию магнитного поля.
Смещение из положения равновесия пружинного маятника, и соответст-
венно сообщение ему потенциальной энергии, соответствуют зарядке
конденсатора от батареи. Сравнивая выражения потенциальной энергии маят-
ника
2
2
kx
с энергией электрического поля конденсатора
2
2
CU
, можно отметить,
что смещению х соответствует заряд q, а коэффициенту упругости k – величина,
обратная емкости конденсатора
С
1
. Так как потенциальная энергия маятника
переходит в кинетическую энергию, а энергия электрического поля конденса-
тора в энергию магнитного поля, то кинетической энергии
2
2
m
υ
аналогична
величина - энергия магнитного поля
2
2
LI
в электромагнитных колебаниях. 
электромагнитных колебаниях – заряд, напряжение и ток), уравнения, описы-
вающие колебательные процессы, имеют одинаковый вид и могут решаться
одинаковыми методами.
     Сравните уравнения (1.3) для движения груза пружинного маятника с
уравнением (2.5) изменения электрического заряда колебательного контура:
                           dx2              dq2
                               2
                                 +=ω0 x 0 ,
                                    2
                                               2
                                                 +=ω02q 0 .
                           dt               dt
     Отсюда можно заключить, что электрический заряд q изменяется по тому
же закону, что и координата груза на пружине х.
     В механических системах гармонические колебания возникают за счет то-
го, что на тело массой m, выведенное из положения равновесия, действует
возвращающая сила, пропорциональная смещению х: F =− kx .
     В электромагнитных гармонических колебаниях изменение тока в цепи
колебательного контура обусловлено напряжением U между пластинами кон-
                                                  1
денсатора, которое пропорционально заряду q: Uq=     .
                                                 C
     Следовательно, одинаковый характер изменения величин х и q объясняет-
ся тем, что условия, порождающие колебания, описываются одинаковыми
линейными законами (F~x, U~q).
     Сопоставление механических и электромагнитных колебаний можно сде-
лать на основе взаимных периодических превращений одного вида энергии в
другой. Механические колебания сопровождаются взаимными превращениями
потенциальной и кинетической энергий маятника. В электромагнитных колеба-
ниях происходят взаимные превращения энергии электрического поля в
энергию магнитного поля.
     Смещение из положения равновесия пружинного маятника, и соответст-
венно сообщение ему         потенциальной энергии, соответствуют зарядке
конденсатора от батареи. Сравнивая выражения потенциальной энергии маят-
      kx2                                              CU 2
ника      с энергией электрического поля конденсатора       , можно отметить,
       2                                                2
что смещению х соответствует заряд q, а коэффициенту упругости k – величина,
                                1
обратная емкости конденсатора     . Так как потенциальная энергия маятника
                                С
переходит в кинетическую энергию, а энергия электрического поля конденса-
                                                            mυ 2
тора в энергию магнитного поля, то кинетической энергии          аналогична
                                                             2
                                   LI 2
величина - энергия магнитного поля      в электромагнитных колебаниях.
                                    2



                                      40

Страницы