Комплексная форма представления колебаний
Согласно формуле Эйлера для комплексных чисел , где . Поэтому уравнение гармонического колебания (3) можно записать в экспоненциальной форме:
Вещественная часть представляет собой смещение х при гармоническом колебании . Обычно обозначение опускают и пишут так . Сложение одинаково направленных колебаний Рассмотрим сложение двух гармонических колебаний одинаковой частоты, смещения которых и . Используем векторную диаграмму, рис. 4; откуда следует, что где
. Пусть , тогда , т.е. результирующее колебание не будет гармоническим. Если колебания мало отличаются по частоте, например, , , то результирующее колебание можно рассматривать как почти гармоническое колебание с частотой и медленно меняющейся амплитудой . Такие периодические изменения амплитуды называются биениями.
6.1. Пусть и , тогда траекторией будет прямая линия, рис. 5: . 6.2. При и , траекторией будет эллипс, (рис. 6): (x2/A2)+(y2/B2)=1. При разных частотах складывающихся колебаний результирующие траектории будут иметь более сложный вид. Замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно два взаимно перпендикулярных колебания, называются фигурами Лиссажу. Гармонические осцилляторы
|