الفيزياء · المسرد

ما معنى المذبذب والدور والتواتر والسعة؟

يُعرف أيضًا باسم: مذبذب · موضع التوازن · تذبذبات حرة · دور · تواتر · سعة

تعريف 28.1 فيزياء المرحلة الثانوية · الفصل 28 — المذبذبات الميكانيكية وقياس الزمن

المذبذب الميكانيكي جملة، إذا أُزيحت عن موضع توازن مستقر وأُطلقت، تأرجحت جيئةً وذهابًا حوله: وتلك هي التذبذبات الحرة. وتتكرر الحركة بعد الدور T0T_0 (s\mathrm{s})؛ و التواتر f0=1/T0f_0 = 1/T_0 (Hz\mathrm{Hz}، الفصل 20)؛ و السعة هي الإزاحة القصوى.

أمثلة

مثال 28.2 (حديقة حيوان من المذبذبات)

أرجوحة ملعب: T03sT_0 \approx 3\,\mathrm{s}. ووتر لا في قيثارة: f0=110Hzf_0 = 110\,\mathrm{Hz}. وبلورة كوارتز: 32768Hz32\,768\,\mathrm{Hz}. وتذبذب السيزيوم الذي يعرّف الثانية: نحو 9.2×109Hz9.2 \times 10^{9}\,\mathrm{Hz}. أي عشر رتب من القدر، ووظيفة واحدة: العدّ.

مثال 28.14 (الرنين خيرًا وشرًّا)

الوالد الذي يدفع أرجوحة يدفعها بتواترها هي — أي الرنين موضوعًا في العمل. وفي 20002000 تمايل جسر الألفية الجديد في لندن تمايلًا مقلقًا حين تعانقت خطى الحشد مع تواتر ذاتي قرب 1Hz1\,\mathrm{Hz}؛ فأُغلق سنتين لتركيب مخمِدات. وكل ساعة كوارتز تُبقي بلورتها تغنّي بإثارتها عند الرنين، 32768Hz32\,768\,\mathrm{Hz}.

مثال 28.16 (ثلاثة قرون من الدقّ)

بنى هويغنس أول ساعة نوّاس سنة 16571657: فنقل تساوي الأزمنة الساعاتِ من ربع ساعة من الانحراف في اليوم إلى ثوانٍ، ونقلتها النوّاسات المعوَّضة إلى أجزاء من الثانية في اليوم. ثم استبدلت ساعة اليد بالكوارتز (19691969) بالقضيب بلورةً تنثني عند 32768Hz32\,768\,\mathrm{Hz}: أي أعشار الثانية في الشهر. ومنذ 19671967 صارت الثانية نفسها معرَّفة بتذبذب ذرّي: أي مدة 91926317709\,192\,631\,770 دور من الإشعاع المكروي لانتقال داخلي في السيزيوم-133 (الفصل 34). وأفضل ساعات السيزيوم تنحرف ثانية واحدة في مئة مليون سنة.

اقرأ في الفصل ←