Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Для теории колебаний характерно рассмотрение не состояния в данный момент, а процесса в целом. Общие закономерности теории колебаний. Вы знаете маятник, знаете, как он колеблется. Все, что мы слышим, — тоже колебания. Свет также не что иное, как колебания. Электрические колебания вам тоже известны; на них основана вся радиотелеграфия. Движение „туда и обратно“, в частности периодичность, — вот некоторые признаки колебаний. Возьмем конкретный случай, например микрофон. Нас может интересовать, каково натяжение его мембраны в данный момент в данном месте. Или, скажем, частиџа, движущаяся в заданном поле. Здесь можно интересоваться тем, где находится частиџа в такой-то момент времени. Теория колебаний меняет эту постановку вопроса. Для нее не типичен интерес к тому, что происходит в данный момент в данном месте. Она мало этим занимается. Ее интересует главным образом общий характер проџесса, взятого в целом, за большое время. Например, камертон издает звук $l a$. Этот звук не определяется положением (или скоростью) ножек камертона в данный момент. Запишем движение ножки камертона. То, что камертон дает тон $l a$, характеризуется формой всей кривой в џелом (рис. 1), определенными особенностями всей этой кривой. Хотя и говорят: „я слышу $l a$ В прошлом столетии были замечены следующие явления. Џепной мост иногда разрушался от того, что по нему в ногу шли солдаты. Электрические кабели, испытанные на определенное напряжение, скажем на 10000 вольт, пробивались иногда при включении на 5000 вольт. Мост разрушается в том случае, когда шаг солдат попадает в такт с качаниями самого моста: когда мост возвращается в исходное положение, его вновь подталкивают. В электрическом кабеле может происходить нечто похожее, и при этом напряжение постепенно нарастает. Для этих явлений тоже характерно, что они определяются всем течением воздействия во времени. Те стороны проџессов, которые характеризуются их общим видом, формой продесса в целом, имеют громадное значение в теории колебаний. Здесь есть вполне определенные важные закономерности, которые остаются одними и теми же в самых разнообразных областях. Это и дает основание выделить теорию колебаний как таковую. Однако не любой проџесс подпадает под эту теорию. Этотеория проџессов, в той или иной степени повторяющихся, в частности периодических. Было бы бесплодным педантизмом стараться „точно“ определить, какими именно проџессами занимается теория колебаний. Важно не это. Важно выделить руководящие идеи, основные общие закономерности. В теории колебаний эти закономерности очень спеџифичны, очень своеобразны, и их нужно не просто „знать“, а они должны войти в плоть и кровь. Недавно происходила полемика, начатая Флемингом, который отриџал существование „боковых полос“ при модуляџии колебаний. Из этой полемики ясно видно, что колебательные закономерности не были им прочувствованы должным образом ${ }^{1}$. В самое последнее время появилось сенсаџионное известие об „открытии“ Робинсона. Как известно, в радиотехнике нельзя строить передаюшие станџии, работающие на слишком близких волнах, так как они мешают друг другу при приеме. Робинсон говорит, что с помощью его изобретения можно сближать волны как угодно. Если сделать некоторые обоснованные предположения, то разбор его изобретения сводится к одной известной задаче из области теории колебаний ${ }^{2}$. Но если не пользоваться при этом общими законами, то разобраться, в чем дело,-не так просто. Положение здесь примерно такое же, как с изобретениями вечного двигателя. Не так легко иной раз доказать, что в данном частном проекте имеется нарушение закона сохранения энергии, что то или другое предложение perpetuum mobile неосуществимо. Но зная этот общий закон, вы сразу говорите: „этого не может быть“. Следует особо подчеркнуть, что в приведенном примере с „изобретением\» Робинсона речь идет не о законах, спеџифичных для өлектричества, а о законах, общих всем колебательным явлениям. Итак, разниџа между обычной динамикой и теорией колебаний ясна. Обычную динамику интересует в первую очередь то, что происходит в данном месте в данное время, теорию колебанийдвижение в целом. До последнего времени считалось, что колебания — вторичное явление, что первичными являются положение и скорость движущейся частиџы в данный момент. Но в этом представлении наступил переворот. Волновая механика утверждает, что џелостность проџесса есть нечто столь же первичное, как положение частиџы. В волновой механике нельзя говорить отдельно о месте и скорости частиды. То и другое должно быть описано, исходя из более основного понятия — џелостности проџесса: Таким образом; то, что характерно для теории колебаний-рассмотрение целостного проџесса, — лежит в самой постановке проблем микромеханики. Вообще за последние четыре года колебания приобрели основное значение не только в макроскопической физике и технике, но и в законах микрофизики. Содружество математики, физики и техники нигде так ярко не проявлялось, как в создании математического аппарата теории колебаний. Например, вся задача о колебаниях линейных дискретных систем сводится к учению высшей алгебры о квадратичных формах. Часто случалось, что математические вопросы возникали именно в связи с теорией колебаний. Особенно сильно это проявлялось в теории колебаний сплошных систем. Теория дифференпиальных уравнений в частных производных и некоторые вопросы интегральных уравнений имеют чисто физическую основу, связанную с колебаниями. Замечу, что здесь математика в долгу у физики. Зато мы, физики, можем пользоваться тем, что математики продвигали в своих интересах. Отсюда, между прочим, видно, насколько неправильно деление на „абстрактные“ и „прикладные“ науки. Они получают пиџу друг от друга. Хорошей иллюстрацией этого может служить пример рядов Фурье. Перехожу к перечислению основных вопросов, которых мы будем касаться в нашем курсе (я не даю точной программы, а лишь некоторую наметку).
|
1 |
Оглавление
|