Глосарій

Опір, на якому електрична енергія необоротно перетворюється на теплоту. У колах змінного струму активний опір R — це звичайний омічний опір провідника, на відміну від реактивних опорів (індуктивного та ємнісного).

Найбільше за модулем зміщення тіла від положення рівноваги під час коливань. Позначається A, одиниця в СІ — метр.

Максимальне значення напруги (Umax) або сили струму (Imax) при змінному струмі; найбільше відхилення від нуля за період коливань.

Діапазон електромагнітних хвиль, який сприймає людське око: довжина хвилі від 380 нм (фіолетовий) до 760 нм (червоний). Основа зору й фотосинтезу. Кольори в порядку зменшення довжини хвилі: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий.

Коливання заряду, напруги й сили струму в електричному колі, які відбуваються під дією зовнішньої змінної напруги; їхня частота збігається з частотою джерела.

Коливання, що відбуваються під дією зовнішньої періодичної сили; після перехідного процесу їхня частота дорівнює частоті вимушувальної сили, а не власній частоті системи.

Висота тону — суб'єктивна характеристика звуку, яка визначається частотою коливань звукової хвилі: чим вища частота, тим вищий (писклявіший) тон.

Коливальний контур, у якому обкладки конденсатора розсунуті, а котушка випрямлена (вібратор, антена). Така конструкція ефективно випромінює електромагнітні хвилі, оскільки електричне й магнітне поля розділені в просторі.

Коливання, які відбуваються без зовнішньої періодичної дії, лише за рахунок початкового запасу енергії, з власною частотою системи ν₀.

Частота, з якою система коливається після виведення з рівноваги за відсутності зовнішньої дії; визначається параметрами системи: для пружинного маятника ν₀ = (1/2π)√(k/m), для нитяного ν₀ = (1/2π)√(g/l).

Частота вільних електромагнітних коливань у коливальному контурі, яка визначається лише параметрами L і C: ν = 1/(2π√(LC)).

Обмотка трансформатора, з якої знімають перетворену вихідну напругу. Містить N₂ витків. У ній за законом електромагнітної індукції виникає змінна ЕРС.

Електромагнітне випромінювання з найменшою довжиною хвилі (менше ніж 0,01 нм) і найвищою частотою. Випромінюється атомними ядрами під час радіоактивних розпадів і ядерних реакцій. Має найбільшу проникну здатність, але найменшу йонізувальну здатність серед α-, β- і γ-випромінювання.

Коливання, під час яких зміщення тіла змінюється з часом за законом косинуса або синуса: x = A·cos(ωt + φ₀). Мають сталу амплітуду й одну частоту.

Пристрій, який перетворює механічну енергію обертання ротора на електричну енергію змінного струму за законом електромагнітної індукції. Складається зі статора, ротора та контактних кілець зі щітками.

Пристрій, що створює незатухаючі високочастотні коливання. Складається з коливального контуру, підсилювача та додатного зворотного зв'язку, який поповнює енергію контуру.

Гучність — суб'єктивна характеристика звуку, яка визначається амплітудою коливань звукової хвилі: більша амплітуда відповідає гучнішому звуку. Об'єктивно гучність оцінюють за інтенсивністю звуку (Вт/м²) або рівнем інтенсивності в децибелах.

Елемент радіоприймача (напівпровідниковий діод), який пропускає струм лише в один бік, «зрізаючи» половину високочастотних коливань. Після згладжування залишається низькочастотний звуковий сигнал.

Середньоквадратичне значення змінної напруги або сили струму, яке дорівнює такому значенню постійного струму, що виділяє в резисторі ту саму теплову потужність. Для синусоїдального струму: U = U₀/√2, I = I₀/√2.

Відстань від точки підвісу до центра мас вантажу. Позначається літерою l, вимірюється в метрах.

Відстань, на яку поширюється хвиля за один період коливань; найменша відстань між двома точками, що коливаються в однаковій фазі (наприклад, між двома сусідніми гребенями). Позначається λ, обчислюється за формулою λ = vT = v/ν.

Експерименти Генріха Герца (1886–1888), у яких уперше було отримано й зареєстровано електромагнітні хвилі за допомогою іскрового вібратора (передавача) та резонатора (приймача). Герц також довів відбивання, заломлення й інтерференцію цих хвиль.

Явище різкого зростання амплітуди струму в послідовному коливальному контурі, коли частота зовнішньої напруги збігається з власною частотою контуру. Умова резонансу: XL = XC, тобто ωL = 1/(ωC).

Поширення в просторі змінного електромагнітного поля, у якому змінні електричне й магнітне поля взаємно підтримують одне одного. Не потребує середовища для поширення, є поперечною, переносить енергію.

Єдність взаємопов'язаних змінного електричного й змінного магнітного полів, які породжують одне одного. Поширення цього поля в просторі утворює електромагнітну хвилю.

Періодичні зміни заряду, сили струму, напруги та енергій електричного й магнітного полів у коливальному контурі.

Повна механічна енергія коливальної системи, що дорівнює kA²/2. Пропорційна квадрату амплітуди; в ідеальній системі без тертя залишається сталою, у реальних системах зменшується через перетворення на внутрішню енергію.

Опір, який чинить конденсатор у колі змінного струму, зумовлений безперервним перезарядженням обкладок. Обчислюється за формулою XC = 1/(2πνC), одиниця — ом. Обернено пропорційний частоті струму та ємності конденсатора.

Фізична величина, що характеризує здатність конденсатора накопичувати електричний заряд. Позначається C, одиниця вимірювання — фарад (Ф). Поширені частинні одиниці: мкФ (10⁻⁶ Ф), нФ (10⁻⁹ Ф), пФ (10⁻¹² Ф).

Жорсткість пружини k — це фізична величина, яка характеризує пружні властивості тіла й дорівнює відношенню сили пружності до видовження: k = F/x. Одиниця вимірювання — Н/м. Жорсткість залежить від матеріалу, форми й розмірів пружини, але не від прикладеної сили.

Звук — механічні (пружні) хвилі частотою від 16 Гц до 20 кГц, які сприймає людське вухо. Поширюється в газах, рідинах і твердих тілах (у газах і рідинах звукові хвилі поздовжні); у вакуумі звук не поширюється.

Реальні вільні коливання, на які діють сили тертя й опору; амплітуда поступово зменшується, а частота залишається близькою до власної частоти системи.

Електричний струм, який періодично змінює свій напрям і миттєве значення за гармонічним (синусоїдним) законом.

Опір, який чинить котушка індуктивності в колі змінного струму, зумовлений ЕРС самоіндукції. Обчислюється за формулою XL = 2πνL, одиниця — ом. Прямо пропорційний частоті струму та індуктивності котушки.

Фізична величина, що характеризує здатність котушки створювати магнітне поле при проходженні струму та протидіяти зміні сили струму через явище самоіндукції. Позначається L, одиниця вимірювання — генрі (Гн). Поширені частинні одиниці: мГн (10⁻³ Гн), мкГн (10⁻⁶ Гн).

Інтенсивність звуку — фізична величина, що дорівнює енергії, яку звукова хвиля переносить за одиницю часу через одиницю площі, перпендикулярної до напряму поширення. Одиниця вимірювання — Вт/м².

Інфразвук — звукові хвилі з частотою нижче 16 Гц, які людина не чує. Джерела: землетруси, вітер, спілкування слонів і китів.

Електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від приблизно 760 нм до 1 мм. Випромінюється всіма нагрітими тілами, тому називається тепловим. Використовується в тепловізорах, пультах дистанційного керування, приладах нічного бачення.

Енергія руху тіла, що дорівнює половині добутку маси тіла на квадрат його швидкості: Eк = mv²/2. У гармонічних коливаннях максимальна в положенні рівноваги, нульова в крайніх точках.

Коефіцієнт корисної дії трансформатора, що дорівнює відношенню корисної потужності на виході (P₂) до споживаної потужності на вході (P₁): η = P₂/P₁. У потужних трансформаторів сягає 98-99 %.

Величина, що дорівнює відношенню напруги на первинній обмотці до напруги на вторинній обмотці трансформатора, або відношенню кількості витків у первинній обмотці до кількості витків у вторинній: k = U₁/U₂ = N₁/N₂. Якщо k > 1, трансформатор знижувальний; якщо k < 1 — підвищувальний.

Замкнене електричне коло, що складається з конденсатора ємністю C і котушки індуктивністю L, у якому можуть виникати вільні електромагнітні коливання заряду й сили струму.

Сукупність проводів (дротів), опор та ізоляторів, якими передають електричну енергію на відстань від електростанції до споживачів. Має певний опір R, через який виникають теплові втрати Q = I²Rt.

Луна — звук, відбитий від перешкоди й повернутий до спостерігача. Відстань до перешкоди обчислюють за формулою s = vt/2, де t — час між випромінюванням і поверненням звуку.

Ідеалізована модель нитяного маятника: матеріальна точка на невагомій нерозтяжній нитці, де розміри вантажу набагато менші за довжину нитки, а тертя відсутнє.

Процес поширення коливань у пружному середовищі, який переносить енергію та імпульс без перенесення речовини. Виникає за наявності джерела коливань і пружного середовища, частинки якого взаємодіють між собою.

Процес зміни одного з параметрів високочастотних коливань (несучої) за законом низькочастотного сигналу. Розрізняють амплітудну модуляцію (АМ) і частотну модуляцію (ЧМ або FM).

Реальний фізичний маятник — важке тіло (вантаж), підвішене на тонкій нерозтяжній нитці, яке коливається у вертикальній площині під дією сили тяжіння й сили натягу нитки.

Обмотка трансформатора, до якої підводять вхідну змінну напругу. Містить N₁ витків. Струм у первинній обмотці створює змінний магнітний потік в осерді.

Час, за який тіло виконує одне повне коливання. Позначається T, одиниця в СІ — секунда. Пов'язаний із частотою: T = 1/ν.

Час одного повного коливання вантажу на пружині. Обчислюється за формулою T = 2π√(m/k), не залежить від амплітуди й прискорення вільного падіння g.

Сума кінетичної й потенціальної енергій системи: E = Eк + Eₚ. У гармонічних коливаннях без тертя залишається сталою і дорівнює kA²/2 = m·v_max²/2.

Механічна хвиля, у якій частинки середовища коливаються вздовж напряму поширення хвилі, утворюючи згущення й розрідження. Поширюється в усіх пружних середовищах: твердих тілах, рідинах і газах.

Точка, у якій рівнодійна сил, що діють на коливне тіло, дорівнює нулю. У цьому положенні швидкість максимальна, потенціальна енергія нульова, а кінетична дорівнює повній енергії.

Хвиля, у якій коливання відбуваються перпендикулярно до напряму її поширення. Механічні поперечні хвилі поширюються у твердих тілах і на поверхні рідини, але не в газах і не всередині рідин (там немає пружності зсуву). Електромагнітні хвилі, зокрема світло, теж поперечні й поширюються навіть у вакуумі.

Енергія взаємодії тіл або частин тіла, що залежить від їх взаємного розташування: Eп = mgh для піднятого тіла, Eп = kx²/2 для деформованої пружини. Її значення залежить від вибору нульового рівня; фізичний зміст має зміна потенціальної енергії.

Прискорення, з яким тіла падають на планету під дією сили тяжіння. На поверхні Землі g ≈ 9,8 м/с². Не залежить від маси тіла. На висоті h: g = GM/(R + h)².

Система, що складається з вантажу масою m, прикріпленого до пружини жорсткістю k. За малих деформацій виконує гармонічні коливання під дією сили пружності F = −kx.

Передавання інформації на відстань за допомогою електромагнітних хвиль радіодіапазону. Звуковий сигнал попередньо модулює високочастотну несучу, яка ефективно випромінюється антеною.

Виявлення об'єктів і визначення їхнього положення за відбиттям радіохвиль. Відстань до цілі обчислюють за формулою s = ct/2, де t — час від посилання імпульсу до приймання відбитого сигналу.

Пристрій для приймання електромагнітних хвиль, виділення сигналу потрібної станції завдяки резонансу коливального контуру та перетворення модульованого сигналу на звук за допомогою детектора.

Явище різкого зростання амплітуди вимушених коливань, коли частота вимушувальної сили збігається з власною частотою системи (ν ≈ ν₀).

Графік залежності амплітуди вимушених коливань від частоти вимушувальної сили; максимум (пік) припадає на власну частоту системи, а висота й гострота піка залежать від тертя.

Електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від приблизно 0,01 нм до 10 нм. Виникає під час гальмування швидких електронів на аноді рентгенівської трубки. Проникає крізь м'які тканини, затримується кістками. Використовується в рентгенографії та дефектоскопії.

Тембр — суб'єктивна характеристика звуку, яка визначається набором обертонів (гармонік), що супроводжують основний тон. За тембром розрізняють звуки однакової висоти й гучності від різних джерел (голосів, музичних інструментів).

Електротехнічний пристрій для перетворення змінної напруги однієї величини на змінну напругу іншої величини за тієї самої частоти. Складається із замкненого феромагнітного осердя та двох обмоток — первинної й вторинної. Працює на основі явища електромагнітної індукції.

Ультразвук — звукові хвилі з частотою понад 20 кГц, які людина не чує. Застосування: ехолокація кажанів і дельфінів, УЗД у медицині, дефектоскопія, очищення деталей.

Електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від приблизно 10 нм до 380 нм. Джерела: Сонце, ртутні лампи, електрична дуга. Спричиняє засмагу, знищує бактерії (знезараження), викликає флуоресценцію. Надмірна доза шкодить шкірі й очам.

Аргумент косинуса (або синуса) у рівнянні гармонічних коливань: ωt + φ₀. Визначає стан коливальної системи (положення, напрям руху, швидкість) у даний момент часу. Вимірюється в радіанах.

Формула для обчислення періоду власних електромагнітних коливань у коливальному контурі: T = 2π√(LC), де L — індуктивність котушки, C — ємність конденсатора.

Величина, що показує, на скільки радіанів змінюється фаза коливань за 1 секунду. Позначається ω (омега), одиниця в СІ — рад/с. Зв'язок: ω = 2πν = 2π/T.

Кількість повних коливань за одиницю часу. Позначається ν (або f), одиниця в СІ — герц (Гц). Для пружинного маятника ν = 1/T = (1/2π)·√(k/m).

Фундаментальна фізична стала c ≈ 3·10⁸ м/с — швидкість поширення електромагнітних хвиль у вакуумі. Однакова для всіх частот і довжин хвиль. У середовищі швидкість менша: v = c/n.

Швидкість, з якою поширюється хвиля в середовищі. Визначається властивостями середовища (пружністю та густиною) і не залежить від частоти джерела. Обчислюється за формулою v = λν.

Упорядкований перелік усіх діапазонів електромагнітного випромінювання — від найдовших хвиль (радіохвилі) до найкоротших (гамма-випромінювання). Діапазони не мають чітких меж і плавно переходять один в одного.