Але маючи на увазі під функцією залежність фізичної величини, що робить коливання, від часу.
Це поняття в такому вигляді застосовується як до гармонійних, так і до ангармонійних строго періодичних коливань (а наближено - з тим чи іншим успіхом - і неперіодичним коливань, принаймні до близьких до періодичності).
У разі коли йдеться про коливання гармонійного осцилятора з загасанням, під періодом розуміється період його осцилюючої складової (ігноруючи згасання), який збігається з подвоєним часовим проміжком між найближчими проходженнями величини, що коливається через нуль. У принципі, це визначення може бути з більшою чи меншою точністю та користю поширене в деякому узагальненні та на загасаючі коливання з іншими властивостями.
Позначення:звичайне стандартне позначення періоду коливань: (хоча можуть застосовуватися й інші, найчастіше це іноді і т. д.).
Період коливань пов'язаний співвідношенням взаємної зворотності з частотою:
Для хвильових процесів період пов'язаний також очевидним чином з довжиною хвилі
де – швидкість поширення хвилі (точніше – фазова швидкість).
У квантовій фізиціперіод коливань прямо пов'язаний з енергією (оскільки в квантовій фізиці енергія об'єкта – наприклад, частки – є частота коливань його хвильової функції).
Теоретичне знаходженняперіод коливань тієї чи іншої фізичної системи зводиться, як правило, до знаходження рішення динамічних рівнянь (рівняння), що описує цю систему. Для категорії лінійних систем (а приблизно - і для линеаризуемых систем у лінійному наближенні, що найчастіше є дуже хорошим) існують стандартні порівняно прості математичні методи, дозволяють це зробити (якщо відомі самі фізичні рівняння, що описують систему).
Для експериментального визначенняперіоду використовуються годинники, секундоміри, частотоміри, стробоскопи, строботахометри, осцилографи. Також застосовуються биття, метод гетеродинування у різних видах, використовується принцип резонансу. Для хвиль можна поміряти період побічно – через довжину хвилі, для чого застосовуються інтерферометри, дифракційні грати тощо. Іноді потрібні і витончені методи, спеціально розроблені для конкретного важкого випадку (трудність можуть представляти як саме вимір часу, особливо якщо йдеться про гранично малі або навпаки дуже великі часи, так і труднощі спостереження коливається величини).
Періоди коливань у природі
Уявлення про періоди коливань різних фізичних процесів дає стаття Частотні інтервали (враховуючи те, що період у секундах є обернена величина частоти в герцах).
Деяке уявлення про величини періодів різних фізичних процесів також може дати шкалу частот електромагнітних коливань (див. Електромагнітний спектр).
Періоди коливань чутного людиною звуку перебувають у діапазоні
Від 5·10 -5 до 0,2
(чіткі межі його дещо умовні).
Періоди електромагнітних коливань, що відповідають різним кольорам видимого світла – у діапазоні
Від 1,1 · 10 -15 до 2,3 · 10 -15 .
Оскільки при екстремально великих і екстремально маленьких періодах коливань методи вимірювання мають тенденцію стають все більш непрямими (аж до плавного перетікання в теоретичні екстраполяції), важко назвати чітку верхню та нижню межі для періоду коливань, виміряного безпосередньо. Якусь оцінку для верхньої межі може дати час існування сучасної науки (сотні років), а для нижньої – період коливань хвильової функції найважчої з відомих зараз частинок ().
В будь-якому випадку кордоном знизуможе бути планковское час , яке настільки мало, що у сучасним уявленням як навряд може бути взагалі якось фізично виміряно , а й навряд чи у більш-менш найближчому майбутньому видається можливість наблизитися до виміру величин навіть багато порядків менших. а кордоном зверху- час існування Всесвіту - понад десять мільярдів років.
Періоди коливань найпростіших фізичних систем
Пружинний маятник
Математичний маятник
де - Довжина підвісу (наприклад нитки), - Прискорення вільного падіння.
Період коливань (на Землі) математичного маятника завдовжки 1 метр з гарною точністю дорівнює 2 секундам.
Фізичний маятник
де - момент інерції маятника щодо осі обертання, - маса маятника, - відстань від осі обертання до центру мас.
Крутильний маятник
де – момент інерції тіла, а – обертальний коефіцієнт жорсткості маятника.
Електричний коливальний (LC) контур
Період коливань електричного коливального контуру:
де - індуктивність котушки, - ємність конденсатора.
Цю формулу вивів 1853 року англійський фізик У. Томсон.
Примітки
Посилання
- Період коливань- стаття з Великої радянської енциклопедії
Wikimedia Foundation. 2010 .
Дивитись що таке "Період коливань" в інших словниках:
період коливань- період Найменший проміжок часу, через який повторюється стан механічної системи, що характеризується значеннями узагальнених координат та їх похідних. [Збірник термінів, що рекомендуються. Випуск 106. Механічні вагання. Академія наук… … Довідник технічного перекладача
Період (коливань)- ПЕРІОД коливань, найменший проміжок часу, через який система, що здійснює коливання, повертається в той же стан, в якому вона знаходилася в початковий момент, обраний довільно. Період величина, обернена до частоти коливань. Поняття… … Ілюстрований енциклопедичний словник
Найменший проміжок часу, через який. система, що здійснює коливання, знову повертається в той же стан, в якому вона знаходилася на поч. момент, вибраний довільно. У принципі, поняття «П. к.» застосовно лише, коли значення к. л. Фізична енциклопедія
Найменший проміжок часу, через який система, що коливається, повертається до вихідного стану. Період коливань величина, обернена до частоти коливань … Великий Енциклопедичний словник
період коливань- Період коливань; період Найменший проміжок часу, через який повторюється стан механічної системи, що характеризується значеннями узагальнених координат та їх похідних … Політехнічний термінологічний тлумачний словник
Період коливань- 16. Період коливань Найменший інтервал часу, через який при періодичних коливаннях повторюється кожне значення коливається величини Джерело … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації
Найменший проміжок часу, через який система, що коливається, повертається до вихідного стану. Період коливань величина, обернена до частоти коливань. * * * ПЕРІОД КОЛИВАНЬ ПЕРІОД КОЛИВАНЬ, найменший проміжок часу, через який… … Енциклопедичний словник
період коливань- virpesių periodas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. oscillation period; період of oscillations; period of vibrations vok. Schwingungsdauer, m; Schwingungsperiode, f; Schwingungszeit, f rus. період коливань, m pranc. période d… … Automatikos terminų žodynas
період коливань- virpesių periodas statusas t sritis standartizacija ir metrologija apibrėžtis mažiausias laiko tarpas, kurio pasikartoja periodiškai kintančių dydžių vertės. atitikmenys: англ. vibration period vok. Schwingungsdauer, f; Schwingungsperiode, f… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
1. Згадаймо, що називається частотою та періодом коливань.
Час, протягом якого маятник здійснює одне повне коливання, називають періодом коливань.
Період позначають буквою Tі вимірюють у секундах(С).
Число повних коливань за одну секунду називають частотою коливань. Частоту позначають буквою n .
1 Гц =.
Одиниця частоти коливань у Ш - герц (1 Гц).
1 Гц - це частота таких коливань, при яких за 1 с відбувається одне повне коливання.
Частота коливань та період пов'язані співвідношенням:
n = .
2. Період коливань розглянутих нами коливальних систем – математичного та пружинного маятників – залежить від характеристик цих систем.
З'ясуємо, від чого залежить період коливань математичного маятника. Для цього зробимо досвід. Змінюватимемо довжину нитки математичного маятника і вимірюватимемо час декількох повних коливань, наприклад 10. У кожному випадку визначимо період коливань маятника, розділивши виміряний час на 10. Досвід показує, що чим більше довжина нитки, тим більше період коливань.
Тепер помістимо під маятником магніт, збільшуючи цим силу тяжкості, що діє маятник, і виміряємо період його коливань. Зауважимо, що період коливань зменшиться. Отже, період коливань математичного маятника залежить від прискорення вільного падіння: що більше, тим менше період коливань.
Формула періоду коливань математичного маятника має вигляд:
|
T = 2p, |
де l- Довжина нитки маятника, g- прискорення вільного падіння.
3. Визначимо експериментально, від чого залежить період коливань пружинного маятника.
Підвішуватимемо до однієї і тієї ж пружини вантажі різної маси і вимірюватимемо період коливань. Зауважимо, що чим більша маса вантажу, тим більший період коливань.
Потім до пружин різної жорсткості підвішуватимемо один і той же вантаж. Досвід показує, що чим більша жорсткість пружини, тим менший період коливань маятника.
Формула періоду коливань пружинного маятника має вигляд:
|
T = 2p, |
де m- маса вантажу, k- Жорсткість пружини.
4. У формули періоду коливань маятників входять величини, що характеризують самі маятники. Ці величини називають параметрамиколивальних систем.
Якщо процесі коливань параметри коливальної системи змінюються, то період (частота) коливань залишається незмінним. Однак у реальних коливальних системах діють сили тертя, тому період реальних вільних коливань з часом зменшується.
Якщо ж припустити, що тертя відсутня і система здійснює вільні коливання, то період коливань не змінюватиметься.
Вільні коливання, які могла б здійснювати система без тертя, називають власними коливаннями.
Частота таких коливань називається власною частотою. Вона залежить від параметрів коливальної системи.
Запитання для самоперевірки
1. Що називають періодом коливань маятника?
2. Що називають частотою коливань маятника? Яка одиниця частоти коливань?
3. Від яких величин і залежить період коливань математичного маятника?
4. Від яких величин і залежить період коливань пружинного маятника?
5. Які коливання називають власними?
Завдання 23
1. Який період коливань маятника, якщо 20 повних коливань він здійснює за 15 с?
2. Чому дорівнює частота коливань, якщо період коливань дорівнює0,25?
3. Якою має бути довжина маятника в маятниковому годиннику, щоб період його коливань дорівнював 1 с? Вважати g= 10 м/с 2; p2 = 10.
4. Чому дорівнює період коливань маятника, довжина нитки якого дорівнює 28 см, на Місяці? Прискорення вільного падіння на Місяці 1,75 м/с2.
5. Визначте період і частоту коливань пружинного маятника, якщо жорсткість пружини дорівнює 100 Н/м, а маса вантажу 1 кг.
6. У скільки разів зміниться частота коливань автомобіля на ресорах, якщо в нього покласти вантаж, маса якого дорівнює масі ненавантаженого автомобіля?
Лабораторна робота №2
Вивчення коливань
математичного та пружинного маятників
Мета роботи:
дослідити, від яких величин залежить, а від яких не залежить період коливань математичного та пружинного маятників.
Прилади та матеріали:
штатив, 3 вантажі різної маси (кулька, вантаж масою 100 г, гирка), нитка довжиною 60 см, 2 пружини різної жорсткості, лінійка, секундомір, смуговий магніт.
Порядок виконання роботи
1. Виготовте математичний маятник. Спостерігайте його коливання.
2. Дослідіть залежність періоду коливань математичного маятника від довжини нитки. Для цього визначте час 20 повних коливань маятників завдовжки 25 і 49 см. Обчисліть період коливань у кожному випадку. Результати вимірювань та обчислень з урахуванням похибки вимірювань занесіть до таблиці 10. Зробіть висновок.
Таблиця 10
|
l, м |
n |
tд D t, з |
Tд D T,з |
|
0,25 |
20 |
||
|
0,49 |
20 |
3. Вивчіть залежність періоду коливань маятника від прискорення вільного падіння. Для цього під маятником завдовжки 25 см помістіть смуговий магніт. Визначте період коливань, порівняйте його з періодом коливань маятника без магніту. Зробіть висновок.
4. Покажіть, що період коливань математичного маятника залежить від маси вантажу. Для цього до нитки постійної довжини підвішуйте вантажі різної маси. Для кожного випадку визначте період коливань, зберігаючи однакову амплітуду. Зробіть висновок.
5. Покажіть, що період коливань математичного маятника залежить від амплітуди коливань. Для цього маятник відхиліть спочатку на 3 см, а потім на 4 см від положення рівноваги та визначте період коливань у кожному випадку. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці 11. Зробіть висновок.
Таблиця 11
|
A, см |
n |
t+ D t, з |
T+ D T, з |
6. Покажіть, що період коливань пружинного маятника залежить від вантажу. Прикріплюючи до пружини вантажі різної маси, визначте період коливань маятника у кожному випадку, вимірявши час 10 коливань. Зробіть висновок.
7. Покажіть, що період коливань пружинного маятника залежить від жорсткості пружини. Зробіть висновок.
8. Покажіть, що період коливань пружинного маятника залежить від амплітуди. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці 12. Зробіть висновок.
Таблиця 12
|
A, см |
n |
t+ D t, з |
T+ D T, з |
Завдання 24
1 е.Дослідіть область застосування моделі математичного маятника. Для цього змінюйте довжину нитки маятника та розміри тіла. Перевірте, чи залежить коливання від довжини маятника, якщо тіло має великі розміри, а довжина нитки мала.
2. Обчисліть довжини секундних маятників, встановлених на полюсі ( g= 9,832 м/с 2), на екваторі ( g= 9,78 м/с 2), у Москві ( g= 9,816 м/с 2), у Санкт-Петербурзі ( g= 9,819 м/с 2).
3 * . Як впливають зміни температури на перебіг маятникових годинників?
4. Як зміниться частота маятникового годинника при підйомі в гору?
5 * . Дівчинка гойдається на гойдалки. Чи зміниться період коливань гойдалок, якщо на них сядуть дві дівчинки? Якщо дівчинка гойдатиметься не сидячи, а стоячи?
Лабораторна робота №3*
Вимірювання прискорення вільного падіння
за допомогою математичного маятника
Мета роботи:
навчитися вимірювати прискорення вільного падіння, використовуючи формулу періоду коливань математичного маятника.
Прилади та матеріали:
штатив, кулька з прикріпленою до неї ниткою, вимірювальна стрічка, секундомір (або годинник із секундною стрілкою).
Порядок виконання роботи
1. Підвісьте до штатива кульку на нитці довжиною 30 см.
2. Виміряйте час 10 повних коливань маятника та обчисліть його період коливань. Результати вимірювань та обчислення занесіть до таблиці 13.
3. Користуючись формулою періоду коливань математичного маятника T= 2p, обчисліть прискорення вільного падіння за такою формулою: g = .
4. Повторіть вимірювання, змінивши довжину нитки маятника.
5. Обчисліть відносну та абсолютну похибку зміни прискорення вільного падіння для кожного випадку за формулами:
d g==+; D g = g d g.
Вважайте, що похибка вимірювання довжини дорівнює половині ціни розподілу вимірювальної стрічки, а похибка вимірювання часу - ціні розподілу секундоміра.
6. Запишіть значення прискорення вільного падіння до таблиці 13 з урахуванням похибки вимірювань.
Таблиця 13
|
№ досвіду |
lд D l, м |
n |
tд D t, з |
Tд D T, з |
g, м/с2 |
D g, м/с2 |
gд D g, м/с2 |
Завдання 25
1. Чи зміниться, і якщо так, то як, похибка виміру періоду коливань маятника, якщо збільшити кількість коливань з 20 до 30?
2. Як впливає на точність виміру прискорення вільного падіння збільшення довжини маятника? Чому?
Гармонічні коливання - коливання, які здійснюються за законами синуса та косинуса. На наступному малюнку представлений графік зміни координати точки з часом за законом косинуса.
малюнок
Амплітуда коливань
Амплітудою гармонійного коливання називається найбільше значення усунення тіла від положення рівноваги. Амплітуда може набувати різних значень. Вона залежатиме від того, наскільки ми змістимо тіло в початковий час від положення рівноваги.
Амплітуда визначається початковими умовами, тобто енергією тілу, що повідомляється в початковий момент часу. Так як синус і косинус можуть набувати значення в діапазоні від -1 до 1, то в рівнянні повинен бути множник Xm, що виражає амплітуду коливань. Рівняння руху при гармонійних коливаннях:
x = Xm * cos (ω0 * t).
Період коливань
Період коливань – це час здійснення одного повного коливання. Період коливання позначається буквою Т. Одиниці виміру періоду відповідають одиницям часу. Тобто у СІ – це секунди.
Частота коливань – кількість коливань скоєних за одиницю часу. Частота коливань позначається буквою ν. Частоту коливань можна виразити через період коливання.
ν = 1/Т.
Одиниці вимірювання частоти СІ 1/сек. Ця одиниця виміру отримала назву Герца. Число коливань за час 2*pi секунд дорівнюватиме:
ω0 = 2*pi* ν = 2*pi/T.
Частота коливань
Ця величина називається циклічною частотою коливань. У деякій літературі трапляється назва кругова частота. Власна частота коливальної системи – частота вільних коливань.
Частота власних коливань розраховується за такою формулою:
Частота своїх коливань залежить від властивостей матеріалу та маси вантажу. Чим більша жорсткість пружини, тим більша частота власних коливань. Чим більша маса вантажу, тим менша частота власних коливань.
Ці два висновки очевидні. Чим жорсткіша пружина, тим більше прискорення вона повідомить тілу, при виведенні системи з рівноваги. Чим більша маса тіла, тим повільніше змінюватиметься ця швидкість цього тіла.
Період вільних коливань:
T = 2*pi/ω0 = 2*pi*√(m/k)
Примітний той факт, що при малих кутах відхилення період коливання тіла на пружині та період коливання маятника не залежатимуть від амплітуди коливань.
Запишемо формули періоду та частоти вільних коливань для математичного маятника.
тоді період дорівнюватиме
T = 2*pi*√(l/g).
Ця формула буде справедлива лише малих кутів відхилення. З формули бачимо, що період коливань зростає із збільшенням довжини нитки маятника. Чим більше буде довжина, тим повільніше тіло коливатиметься.
Від маси вантажу період коливань не залежить. Натомість залежить від прискорення вільного падіння. При зменшенні g період коливань буде збільшуватися. Ця властивість широко використовують на практиці. Наприклад, вимірювання точного значення вільного прискорення.
(Лат. amplitude- величина) - це найбільше відхилення тіла, що коливається від положення рівноваги.
Для маятника це максимальна відстань, на яку віддаляється кулька від свого положення рівноваги (рисунок нижче). Для коливань з малими амплітудами за таку відстань можна приймати як довжину дуги 01 чи 02, і довжини цих відрізків.
Амплітуда коливань вимірюється в одиницях довжини - метрах, сантиметрах і т. д. На графіку коливань амплітуда визначається як максимальна (за модулем) ордината синусоїдальної кривої (див. рис. нижче).
Період коливань.
Період коливань- Це найменший проміжок часу, через який система, що робить коливання, знову повертається в той же стан, в якому вона знаходилася в початковий момент часу, вибраний довільно.
Іншими словами, період коливань ( Т) - це час, за який відбувається одне повне коливання. Наприклад, на малюнку нижче цей час, за який вантаж маятника переміщається з крайньої правої точки через точку рівноваги Проу крайню ліву точку і назад через точку Прознову в крайню праву.
За повний період коливань, таким чином, тіло проходить шлях, рівний чотирьом амплітудам. Період коливань вимірюється в одиницях часу - секундах, хвилинах і т. д. Період коливань може бути визначений за відомим графіком коливань (див. рис. нижче).
Поняття «період коливань», строго кажучи, справедливе, лише коли значення коливається величини точно повторюються через певний проміжок часу, тобто для гармонійних коливань. Однак це поняття застосовується також і для випадків приблизно повторюваних величин, наприклад, для загасаючих коливань.
Частота коливань.
Частота коливань- Це число коливань, що здійснюються за одиницю часу, наприклад, за 1 с.
Одиниця частоти у СІ названа герцем(Гц) на честь німецького фізика Г. Герца (1857-1894). Якщо частота коливань ( v) дорівнює 1 Гц, то це означає, що за кожну секунду відбувається одне коливання. Частота та період коливань пов'язані співвідношеннями:
Теоретично коливань користуються також поняттям циклічною, або кругової частоти ω . Вона пов'язана із звичайною частотою vта періодом коливань Тспіввідношеннями:
.
Циклічна частота- Це число коливань, що здійснюються за 2πсекунд.
Найважливішим параметром, що характеризує механічні, звукові, електричні, електромагнітні та інші види коливань, є період- Час, протягом якого відбувається одне повне коливання. Якщо, наприклад, маятник годинника-ходика робить за 1 з два повних коливання, період кожного коливання дорівнює 0,5с. Період коливань великих гойдалок близько 2 с, а період коливань струни може становити від десятих до десятитисячних часток секунди.
Малюнок 2.4 - Коливання
де: φ - фаза коливання, I- сила струму, Ia- Амплітудне значення сили струму (амплітуда)
Т- Період коливання сили струму (період)
Іншим параметром, що характеризує коливання, є частота(Від слова «часто») - число, що показує, скільки повних коливань в секунду здійснюють маятник годинника, тіло, струм в провіднику і т.п. Частоту коливань оцінюють одиницею, що зветься герц (скорочено пишуть Гц): 1 Гц-це одне коливання в секунду. Якщо, наприклад, струна, що звучить, робить 440 повних коливань в 1 с (при цьому вона створює тон «ля» третьої октави), кажуть, що частота її коливань 440 Гц. Частота змінного струму електроосвітлювальної мережі 50 Гц. У цьому струмі електрони у проводах мережі протягом секунди течуть поперемінно 50 разів у напрямі і стільки ж разів у зворотному, тобто. здійснюють за 1 із 50 повних коливань.
Більші одиниці частоти - кілогерц (пишуть кГц), рівний 1000 Гц і мегагерц (пишуть МГц), рівний 1000 кГц або 1000000 Гц.
Амплітуда- максимальне значення усунення чи зміни змінної величини при коливальному чи хвильовому русі. Невід'ємна скалярна величина вимірюється в одиницях, що залежать від типу хвилі або коливання.
Малюнок 2.5 – Синусоїдальне коливання.
де, y- амплітуда хвилі, λ - довжина хвилі.
Наприклад:
амплітуда для механічного коливання тіла (вібрація), для хвиль на струні чи пружині - ця відстань і записується в одиницях довжини;
амплітуда звукових хвиль та аудіо-сигналів зазвичай відноситься до амплітуди тиску повітря у хвилі, але іноді описується як амплітуда зміщення щодо рівноваги (повітря або діафрагми мовця). Її логарифм зазвичай вимірюється децибелах (дБ);
для електромагнітного випромінювання амплітуда відповідає величині електричного та магнітного поля.
Форма зміни амплітуди називається оминаючої хвилею.
Звукові коливання
Як виникають звукові хвилі у повітрі? Повітря складається з невидимих очей частинок. При вітрі вони можуть переноситися великі відстані. Але вони, крім того, можуть і вагатися. Наприклад, якщо в повітрі зробити різкий рух палицею, ми відчуємо легкий порив вітру і одночасно почуємо слабкий звук. Звукце результат коливань частинок повітря, збуджених коливаннями палиці.
Проведемо такий досвід. Відтягнемо струну, наприклад, гітари, а потім відпустимо її. Струна почне тремтіти - коливатися біля свого первісного стану спокою. Достатньо сильні коливання струни помітні на око. Слабкі коливання струни можна лише відчути як легке лоскотання, якщо торкнутися пальцем. Поки струна вагається, ми чуємо звук. Щойно струна заспокоїться, звук затихне. Народження звуку тут - результат згущення та розрідження частинок повітря. Вагаючись з боку в бік, струна тіснить, як би пресує перед собою частинки повітря, утворюючи в деякому обсязі його області підвищеного тиску, а ззаду, навпаки, області зниженого тиску. Це і є звукові хвилі. Поширюючись у повітрі зі швидкістю близько 340 м/с, вони несуть деякий запас енергії. У той момент, коли до вуха доходить область підвищеного тиску звукової хвилі, вона натискає на барабанну перетинку, дещо прогинаючи її всередину. Коли до вуха доходить розріджена область звукової хвилі, барабанна перетинка вигинається трохи назовні. Барабанна перетинка весь час коливається в такт з областями підвищеного і зниженого тиску повітря, що чергуються. Ці коливання передаються слуховим нервом у мозок, і ми сприймаємо їх як звук. Чим більше амплітуди звукових хвиль, тим більше енергії несуть вони в собі, тим голосніше сприймається нами звук.
Звукові хвилі, як і водяні або електричні коливання, є хвилястою лінією - синусоїдою. Її горби відповідають областям підвищеного тиску, а западини-областям зниженого тиску повітря. Область підвищеного тиску та наступна за нею область зниженого тиску утворюють звукову хвилю.
По частоті коливань тіла можна судити про тон або висоту звуку. Чим більша частота, тим вищий тон звуку, і навпаки, що менше частота, то нижче тон звуку. Наше вухо здатне реагувати на порівняно невелику смугу (ділянку) частот звукових коливань – приблизно від 20 Гц до 20 кГц. Тим не менш ця смуга частот вміщує всю велику гаму звуків, створюваних голосом людини, симфонічним оркестром: від дуже низьких тонів, схожих на звук дзижчання жука, до ледь вловимого високого писку комара. Коливання частотою до 20 Гц, звані інфразвуковими, і понад 20 кГц, звані ультразвуковими, ми не чуємо. А якби барабанна перетинка нашого вуха виявилася здатною реагувати і на ультразвукові коливання, ми могли б тоді почути писк кажанів, голос дельфіна. Дельфіни видають та чують ультразвукові коливання з частотами до 180 кГц.
Не можна плутати висоту, тобто. тон звуку із його силою. Висота звуку залежить немає від амплітуди, як від частоти коливань. Товста і довга струна музичного інструменту, наприклад створює низький тон звуку, тобто. коливається повільніше ніж тонка і коротка струна, що створює високий тон звуку (рис. 1).
Малюнок 2.6 - Звукові хвилі
Чим більша частота коливань струни, тим коротші звукові хвилі і вищий тон звуку.
В електро- та радіотехніці використовують змінні струми частотою від кількох герц до тисяч гігагерц. Антени широкомовних радіостанцій, наприклад, живляться струмами частотою від 150 кГц до 100 МГц.
Ці швидкозмінні коливання, звані коливаннями радіочастоти, є тим засобом, з допомогою якого здійснюється передача звуків великі відстані без проводів.
Весь величезний діапазон змінних струмів прийнято поділяти на кілька ділянок – піддіапазонів.
Струми частотою від 20 Гц до 20 кГц, що відповідають коливанням, що сприймаються нами як звуки різної тональності, називають струмами(або коливаннями) звуковий частоти, а струми частотою понад 20 кГц - струмами ультразвукової частоти.
Струми частотою від 100 кГц до 30 МГц називають струмами високої частоти,
Струми частотою вище 30 МГц - струмами ультрависокої та надвисокої частоти.