Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ШИРОКО.docx
Скачиваний:
9
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
9 Мб
Скачать

1.1 Резонатор , генератор, энергетический поток.[2]

Резонатор - это объект, который может совершать свободный затухающий колебательный процесс после однократного энергетического воздействия на объект. Резонатор характеризуется собственной частотой возбуждения и добротностью. Добротность определяет затухание свободных колебаний, чем выше добротность, тем больше свободных колебаний совершит резонатор. Резонатор, получив порцию энергии, расходует её с каждым колебанием. Часть энергии теряется на нагрев за счёт сил трения. Другая часть энергии передается в физическую среду в виде волновой энергии в определённой полосе частот. Чем меньше ширина полосы частот, в которой передается энергия, и меньше потери на трение, тем выше добротность резонатора. Резонаторы бывают разные: 1.Маятник 2.Струна 3.Колокол 4.Камертон 5.Кварцевый резонатор 6.Атомный резонатор. Резонаторы могут быть различны, но описываются они одинаковыми уравнениями волновых процессов. Суть колебательного процесса заключается в гармоническом переходе энергии из потенциальной в кинетическую форму и обратно, за определённый период времени. Чтобы колебательный процесс не затухал в резонаторе, нужно компенсировать потерю энергии каждый период колебания. Устройства, которые это делают, называют генераторами. Генератор должен подключать резонатор к энергетическому потоку через интервал времени кратный периоду колебания резонатора. Энергетический поток - это поток частиц двигающихся под действием силы создаваемой разницей энергетического потенциала между двумя точками пространства. Для возникновения потенциала нужна сила, которая может действовать на частицу энергетического потока. Силы могут иметь различные причины возникновения, но вычисления её действия описываются одинаковыми уравнениями. Например, возьмём два одинаковых элемента пространства и поместим в одно 50 частиц, а в другое 10 частиц. Допустим это молекулы воздуха или электроны, между ними существует сила отталкивания. В этих элементах пространства сила взаимодействия определит энергетический потенциал f1 и f2. Потенциал f2 будет большим, так как на частицы будет действовать большая сила отталкивания. Рис.1 Одинаковые элементы пространства с разным количеством взаимодействующих частиц. Разница потенциалов называется напряжением, оно характеризует суммарную силу, действующую на частицы между двумя точками пространства. Если теперь соединить эти два элемента пространства физической средой способной пропускать частицы, то возникнет энергетический поток. Рис.2 Возникновение энергетического потока. Энергетический поток характеризуется силой потока. Сила потока определяет скорость переноса энергетического потенциала между двумя точками пространства. Величина силы потока I зависит от напряжения U(разности потенциалов) и сопротивления среды R. В общем случае это закон Ома I=U/R. Частицы преодолевая сопротивление канала связи, передают свою энергию на нагрев и на полезную работу. Например, если в воздушный поток поместить парусник, то на него будет действовать сила, которая заставит его двигаться в направлении потока. При этом поток будет совершать полезную работу (движение парусника) равную A=F*S (где, A-работа в Джоулях, F-сила Ньютонах, S-путь в метрах). Работа совершаемая в единицу времени называется мощностью P=A/t (измеряется в Ваттах). Также мощность определяют, как произведение напряжения(разность энергетических потенциалов) на силу потока(скорость переноса энерг. потенциала) P=U*I (Вт).

Таблица 1. Энергетические потоки

поток

частица

разность потенциалов

сила

дождь

капля воды

высота (m)

гравитация

река

молекула воды

давление(Pa)

гравитация

ветер

молекулы воздуха

давление(Pa)

сжатие

сжатый воздух

молекулы воздуха

давление(Pa)

сжатие

альфа-радиация

протон

(eV)

ядерные силы

бета-радиация

электрон

(eV)

ядерные силы

электрический ток

электрон

напряжение (V)

Кулона

В различных науках эти процессы называется по-разному, хотя имеют общую сущность. Например, в пневматике потенциал- давление, напряжение -разность давления и т.п. Наиболее практически значимо и полно описывает эти процессы электрические науки, например прикладная ТОР(теоретические основы радиотехники). ТОР может описать все колебательные процессы независимо от их происхождения: механические, атомные, электрические, звуковые. Основной генератор в радиотехнике построен на кварцевом резонаторе. Кварцевый резонатор - это камень, который стучит в каждом мобильнике, смартфоне, телевизоре, компьютере, пульте, спутнике и т.д. Он определяет начало и конец всех движений электронов внутри устройства. Кроме того, только ТОР полностью описывает передачу генератором волновой энергии в пространстве.