הרבה פיזיקה לפעמים נשארת בלתי מובנת. וזה לא תמיד שאדם פשוט קורא קצת על הנושא הזה. לפעמים החומר ניתן בצורה כזו שפשוט בלתי אפשרי לאדם שאינו בקיא ביסודות הפיזיקה להבין אותו. סעיף מעניין למדי שאנשים לא תמיד מבינים בפעם הראשונה ומסוגלים להבין הוא תנודות תקופתיות. לפני שנסביר את התיאוריה של תנודות מחזוריות, בואו נדבר קצת על ההיסטוריה של גילוי התופעה הזו.
היסטוריה
יסודות תיאורטיים של תנודות מחזוריות היו ידועים בעולם העתיק. אנשים ראו איך הגלים נעים באופן שווה, איך הגלגלים מסתובבים, עוברים דרך אותה נקודה לאחר פרק זמן מסוים. מתוך התופעות הפשוטות לכאורה הללו נוצר מושג התנודות.
העדות הראשונה לתיאור של תנודות לא נשתמרה, אבל ידוע בוודאות שאחד מהסוגים הנפוצים ביותר שלהם (כלומר, אלקטרומגנטי) נחזה תיאורטית על ידי מקסוול ב-1862. לאחר 20 שנה, התיאוריה שלו אוששה. לאחר מכן ערך היינריך הרץ סדרה של ניסויים שהוכיחו את קיומם של גלים אלקטרומגנטיים ואת נוכחותם של תכונות מסוימות הייחודיות להם. כפי שמתברר, האורהוא גל אלקטרומגנטי ומציית לכל החוקים הרלוונטיים. כמה שנים לפני הרץ, היה אדם שהדגים לקהילה המדעית את יצירת הגלים האלקטרומגנטיים, אך בשל העובדה שהוא לא היה חזק בתיאוריה כמו הרץ, הוא לא הצליח להוכיח שהצלחת הניסוי הייתה נובע בדיוק מתנודות.
אנחנו קצת מחוץ לנושא. בחלק הבא נסתכל על הדוגמאות העיקריות של תנודות תקופתיות שאנו יכולים לפגוש בחיי היום יום ובטבע.
צפיות
התופעות האלה מתרחשות בכל מקום וכל הזמן. ומלבד הגלים והסיבוב של הגלגלים שכבר צוינו כדוגמה, אנו יכולים להבחין בתנודות תקופתיות בגופנו: התכווצויות הלב, תנועת הריאות וכו'. אם תגדל ותעבור לאובייקטים גדולים יותר מהאיברים שלנו, תוכל לראות תנודות במדע כמו ביולוגיה.
דוגמה לכך היא התנודות התקופתיות במספר האוכלוסיות. מה המשמעות של תופעה זו? בכל אוכלוסייה, תמיד יש עלייה, ואז ירידה. וזה נובע מגורמים שונים. בשל השטח המצומצם וגורמים רבים נוספים, האוכלוסייה לא יכולה לגדול ללא הגבלת זמן, לכן, בעזרת מנגנונים טבעיים, הטבע למד לצמצם את המספר. במקביל, מתרחשות תנודות מחזוריות במספרים. אותו דבר קורה עם החברה האנושית.
עכשיו בואו נדון בתיאוריה של המושג הזה וננתח כמה נוסחאות לגבי מושג כמו תנודות מחזוריות.
Theory
תנודות תקופתיות הן נושא מעניין מאוד. אבל, כמו בכל דבר אחר, ככל שצוללים רחוק יותר - יותר בלתי מובן, חדש ומורכב. במאמר זה לא נעמיק, אלא רק נתאר בקצרה את המאפיינים העיקריים של תנודות.
המאפיינים העיקריים של תנודות מחזוריות הם התקופה והתדירות של תנודות. התקופה מראה כמה זמן לוקח לגל לחזור למיקומו המקורי. למעשה, זה הזמן שלוקח לגל לעבור את המרחק בין הפסגות הסמוכות לו. יש עוד ערך שקשור קשר הדוק לקודם. זו התדירות. התדר הוא הפוך לתקופה ויש לו את המשמעות הפיזית הבאה: זהו מספר פסגות הגלים שעברו באזור מסוים של מרחב ליחידת זמן. לתדירות התנודות המחזוריות, אם מוצגות בצורה מתמטית, יש את הנוסחה: v=1/T, כאשר T היא תקופת התנודה.
לפני שקפוץ למסקנה, בואו נדבר קצת על היכן נצפות תנודות תקופתיות וכיצד לדעת עליהן יכולה להיות שימושית בחיים.
Application
כבר שקלנו את סוגי התנודות המחזוריות לעיל. גם אם מנחה אותך רשימת היכן הם נפגשים, קל להבין שהם מקיפים אותנו בכל מקום. גלים אלקטרומגנטיים נפלטים מכל המכשירים החשמליים שלנו. יתרה מכך, תקשורת מטלפון לטלפון או האזנה לרדיו לא יתאפשרו בלעדיהם.
גלי קול הם גם רעידות. בהשפעת מתח חשמלי, ממברנה מיוחדת בכל מחולל קולמתחיל לרטוט, יוצר גלים בתדר מסוים. בעקבות הממברנה, מולקולות אוויר מתחילות לרטוט, אשר בסופו של דבר מגיעות לאוזן שלנו ונתפסות כקול.
מסקנה
פיזיקה היא מדע מעניין מאוד. וגם אם נראה שאתה יודע בערך כל מה שיכול להועיל בחיי היומיום, עדיין יש דבר כזה שיהיה מועיל להבין טוב יותר. אנו מקווים שמאמר זה עזר לך להבין או לזכור את החומר על הפיזיקה של רעידות. זה אכן נושא חשוב מאוד, שהיישום המעשי של התיאוריה ממנו נמצא היום בכל מקום.
