Читать онлайн «О некоторых физических аналогиях сопровождающих колебания связанных колебательных систем»

110 Ôèçè÷åñêîå îáðàçîâàíèå П. В. Леоновâ âóçàõ. Ò. 9, ¹ 1, 2003 О некоторых физических аналогиях сопровождающих колебания связанных колебательных систем П. В. Леонов Институт техники, технологии и управления СГТУ ã. Áàëàêîâî, Ñàðàòîâñê. îáë. , óë. Показано, что известные особенности колебаний двух связанных осцилляторов отчетливо просматриваются на характерных закономерностях из различных разделов физики. Удовлетворение требованиям образовательных стандартов РФ предполагает в процессе инженернотехнического образования понимание и овладение всем комплексом современных технологий на основе достаточно тонких физических эффектов. В отсутствие университетской математической подготовки сложно объяснить некоторые явления атомной физики и квантовой механики. В ряде случаев этот недостаток можно восполнить обратившись к аналогии между известным классическим явлением и сугубо квантовой трактовкой. В частности, известно много аналогий между колебаниями двух связанных маятников и закономерностями в более сложных колебательных системах. В учебниках физики для инженерных специальностей обычно отсутствуют сведения о колебаниях связанных систем (маятников или контуров). Обратившись к раритетам [1], удалось найти подробное, без формул описание механических колебаний двух связанных маятников. Три первых автора, в то время уже профессора, что ни имя, то история отечественной физики. Подробно описан доступный любому механический эксперимент. К двум опорам прикреплена горизонтально упругая нить. К ее центральной части на расстоянии друг от друга укреплены подвесы двух маятников. Отклоните один из маятников и понаблюдайте за системой. Вследствие упругости нити, на которой подвешены маятники, колебания первого будут воздействовать на второй. Через некоторое время колебаться будут оба маятника и форма этих колебаний будет соответствовать графику, приведенному на рисунке 1. Затухающие колебания двух связанных упругой связью маятников радикально отличаются от затухающих колебаний одиночного маятника. Уменьшение амплитуды происходит поочередно, часть энергии маятника с большей амплитудой передается через упругую связь маятнику  О некоторых физических аналогиях сопровождающих колебания связанных колебательных систем 111 с меньшей амплитудой. Огибающие колебаний маятников имеют фазовый сдвиг Т/4. Рисунок 1. Естественно, что подробное изложение вопроса об электрических колебаниях двух связанных колебательных контуров имеются в большинстве университетских учебников для радиофизических и радиотехнических специальностей. При этом записывается система двух дифференциальных уравнений, относительно токов в каждом контуре и анализируется ее решение.