高調波発振器とは何ですか？

高調波発振器は、フックの法則に従って作用する物理学のシステムです。このルールは、弾性の挙動を説明し、スプリングまたは他の弾性オブジェクトに適用される力の量がその変位に比例していることを示しています。高調波発振器システムは、力が弾性オブジェクトから除去されると元の位置に戻ります。

物理学コースでは、春に壁に付着したブロックの簡単な例が、高調波振動の概念を説明するためによく使用されます。ブロックがスライドする表面は、摩擦がないと想定されています。システムが動いている場合、式ω ₀ =2πf 0 に従います。ヘルツ。ブロックの期間 - 1回の完了を経るのに時間がかかりますEサイクルの動き - f ₀ で割ったものに等しくなります。スプリングの定数は、スプリングがどれだけ硬いかを示し、各春に固有のものです。長さあたりの力の単位、たとえば1メートルあたりのニュートン。

この単純な例は、抑制されていない高調波発振器と呼ばれ、ブロックが摩擦のない表面に沿って動くので、同じ周波数で永遠に移動し続けると理論付けています。ただし、実際には、そのような状況は発生しません。摩擦のある実際のシステムは減衰システムと呼ばれ、ブロックの動きが遅くなり、スプリングの変位が短くなり、最終的にシステムが移動を停止します。

高調波発振器システムは、過剰衰弱、乳化、または非常に減衰される場合があります。微分方程式は減衰システムの動きを記述しているため、その解決策は非常に複雑になる可能性があります。減衰システムの各タイプには、独自のタイプのタイプがありますただし、動きは簡単に認識できます。

過剰乳化したシステムでは、ブロックは振動しません。力が適用され、スプリングが動く停止後、元の位置にゆっくりと戻ります。ブロックは、乳化したシステムではかなり長い間振動する可能性があり、システムが休息に戻るまで連続するたびに振動するたびにスプリングが延長されます。クリティカルな減衰システムは、過剰乳化したシステムとほぼ同じように動作しますが、可能な限り迅速に元の位置に戻るように最適に設計されています。

量子調和発振器は、2つの分子がどのように相互作用するかを説明しています。彼らは、スプリングの質量と同様の方法で前後に振動します。スプリング定数の代わりに、量子高調波発振器の方程式は結合力定数を使用します。これは、2つの分子間の結合の強度を記述します。角速度と周波数の関係は同じです。