אופני תנודה עצמיים – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Matanyabot (שיחה | תרומות)
מ בוט החלפות: \1ליניארי
מ מיזוג הפניות לערכים מורחבים, הסרת קישורים עודפים
שורה 89:
== גלים עומדים ==
 
{{הפניה לערך מורחב|גל עומד}}
 
'''גל עומד''' הוא צורה רציפה של אופן תנודה. בגל עומד כל האלמנטים המרחביים (מיוצגים על ידי ה[[קואורדינטות]] ''x'',''y'',''z'') מתנודדים באותה תדירות ובאותה [[פאזה (גלים)|פאזה]] (מגיעים ביחד לנקודת שיווי המשקל), אך לכל אלמנט מרחבי אמפליטודה משלו.
שורה 101:
</math>
 
כאשר <math>\ f(x,y,z)</math> מייצגת את "גל המעטפת", התלות של האמפליטודה במיקום במרחב, ואילו רכיבי הסינוס והקוסינוס מייצגים את התנודות בזמן.
 
מבחינה [[פיזיקה|פיזיקלית]], '''גלים עומדים''' נוצרים על ידי [[התאבכות]]: [[סופרפוזיציה]] של גלים (נוסעים) וההחזרות שלהם. חשוב לציין שאפשר לתאר זו גם להפך: גל נוסע הוא [[סופרפוזיציה]] של גלים עומדים. הצורה הגאומטרית של התווך בו מתרחשים התנודות קובעת את תבנית ההתאבכות, כלומר את צורת גל המעטפת <math>\ f(x,y,z)</math>. פתרון רציף כזה נקרא '''אופן תנודה'''.
 
בדרך כלל, בבעיות עם תלות רציפה ב[[קואורדינטות]] ''x'',''y'',''z'' אין מספר סופי של אופני תנודה, אלא יש מספר אינסופי של אופני תנודה אפשריים. אם הבעיה חסומה (כלומר: מוגדרת על קטע סופי ו[[קומפקטיות|קומפקטי]] של המרחב) אז יש מספר [[קבוצה בת מנייה|בן מנייה]] (אינסוף בדיד) של אופני תנודה (בדרך כלל מסדרים אותה בסדרה לפי הערכים העצמיים). אם הבעיה איננה חסומה יש [[ספקטרום]] רציף של אינסוף אופני תנודה.
שורה 109:
התדירויות המותרות תלויות באופני התנודה, וכן בקבועים הפיזיקליים של הבעיה ([[צפיפות החומר|צפיפות]] התווך, [[מתיחות]] התווך, [[לחץ]] וכדומה) שקובעות את [[מהירות פאזה|מהירות הפאזה]] של ה[[גל]]. אוסף כל התדירויות המותרות נקרא [[ספקטרום|ספקטרום התדירות]] של הבעיה. בדרך כלל, כל תדירות מדוגמת באמפליטודה (של אופן התנודה המתאים) או באנרגיה שהיא נושאת, ואז נוצר [[גרף (תורת הגרפים)|גרף]] של [[ספקטרום אנרגיה]] של התנודות.
 
ב[[מוזיקה]], אופני תנודה של כלים רוטטים ([[כלי מיתר]], [[חליל|חלילים]]ים ו[[כלי נשיפה]], [[תופים]] ועוד) נקראות הרמוניות או [[צליל עילי|צלילים עיליים]].
 
== אופני תנודה במכניקת הקוונטים ==
 
{{הפניה לערך מורחב|ערכים=[[מכניקה קוונטית]], [[משוואת שרדינגר]]}}
{{הפניה לערך מורחב|משוואת שרדינגר}}
 
ב[[מכניקת הקוונטים]], מצב של מערכת מתואר על ידי [[פונקציית גל]] <math>\ | \psi \rang</math> של (''x'', ''t'') שפותרת את [[משוואת שרדינגר]]. הריבוע של הערך המוחלט של ה[[אמפליטודה]] <math>\ | \psi \rang </math>, כלומר
שורה 125 ⟵ 124:
 
:<math>
|\psi (t) \rang = \sum_n |n\rang \left\langle n | \psi ( t=0) \right\rangle e^{-iE_nt/\hbar}
</math>
 
שורה 131 ⟵ 130:
 
== ראו גם ==
 
* יישומים ב[[פיזיקה]]
** [[גל|גלים]]ים
** [[אופטיקה]]
** [[אוסצילטור הרמוני]]
שורה 139 ⟵ 137:
** [[הרמוניה]] ([[מוזיקה]])
** [[תהודה]]
 
* כלים מתמטיים:
** [[אלגברה ליניארית]]
שורה 149 ⟵ 146:
 
== קישורים חיצוניים ==
 
* [http://www.falstad.com/coupled/ סימולציית ג'אווה של מתנדים מצומדים].
* [http://www.andrew.cmu.edu/course/33-231/coup-osc.pdf סיכום על מציאת אופני תנודה של אוסצילטורים הרמוניים מצומדים]