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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sobre oscilaciones y ondas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante A nuestro alrededor todo el tiempo nacen en decaimiento fenómenos oscilatorios. La rama "de la que voló el pájaro fluctúa. Los péndulos de reloj y los columpios vibran. Bajo la influencia del viento, los árboles vibran, los cables suspendidos en postes, el agua vibra en lagos y mares. Entonces arrojaste una piedra sobre la superficie lisa del lago y de ella corrieron olas (Fig. 1). ¿Qué pasó? Las partículas de agua en el lugar del impacto de la piedra fueron presionadas, desplazando las partículas vecinas hacia arriba: se formó una joroba en forma de anillo en la superficie del agua. Luego, en el lugar donde cayó la piedra, las partículas de agua se elevaron formando una joroba, pero ya por encima de su nivel anterior: detrás de la primera joroba apareció una segunda y entre ellas una depresión. A continuación, las partículas de agua continúan moviéndose alternativamente hacia arriba y hacia abajo: oscilan, arrastrando consigo cada vez más partículas de agua vecinas. Se forman ondas que divergen del lugar de su origen en círculos concéntricos.
Destaco: las partículas de agua solo vibran, pero no se mueven con las olas. Es fácil comprobarlo arrojando una astilla de madera sobre la superficie oscilante del agua. Si no hay viento ni corriente de agua, el chip sólo caerá y se elevará por encima del nivel del agua, sin moverse con las olas. Las ondas de agua pueden ser grandes, es decir, fuertes, o pequeñas, débiles. Llamamos ondas fuertes a aquellas ondas que tienen un amplio rango de oscilaciones, como se suele decir, grandes amplitudes de oscilaciones. Las ondas débiles tienen pequeñas jorobas, una pequeña amplitud. Cuanto mayor es la amplitud de las ondas que han surgido, mayor es la energía que transportan. La energía de las ondas generadas por una piedra lanzada es relativamente pequeña, pero puede hacer vibrar las cañas y la hierba que crece en el lago. Pero sabemos qué gran daño en la costa pueden producir las olas del mar con grandes amplitudes y, en consecuencia, de alta energía. Estas destrucciones se llevan a cabo precisamente por la energía que las olas desprenden continuamente hacia la orilla. Las olas pueden ser frecuentes o raras. Cuanto menor sea la distancia entre las crestas de las ondas viajeras, más corta será cada onda individual. Cuanto mayor es la distancia entre las olas, más larga es cada ola. Llamamos longitud de onda en el agua a la distancia entre dos crestas o valles adyacentes. A medida que las ondas se alejan del lugar de origen, sus amplitudes disminuyen gradualmente, se desvanecen, pero la longitud de onda permanece sin cambios. También se pueden crear olas en el agua, por ejemplo, con un palo, sumergido en agua y rítmicamente, al compás de las vibraciones del agua, luego bajando, luego subiendo. Y en este caso, las olas serán amortiguadas. Pero existirán hasta que dejemos de perturbar la superficie del agua. ¿Cómo se producen las oscilaciones del swing? Lo sabes muy bien: solo tienes que empujarlos, para que oscilen de un lado a otro. Cuanto más fuerte sea el empuje, mayor será la amplitud de las oscilaciones. Estas oscilaciones también se amortiguarán si no están respaldadas por choques adicionales. Vemos tales y muchas otras vibraciones mecánicas. En la naturaleza, hay más vibraciones invisibles que las que oímos, sentimos en forma de sonido. No siempre es posible, por ejemplo, notar las vibraciones de la cuerda de un instrumento musical, pero escuchamos cómo suena. Cuando soplan ráfagas de viento, se produce sonido en la tubería. Se crea por movimientos oscilatorios del aire en la tubería, que no vemos. Un diapasón, un vaso, una cuchara, un plato, un bolígrafo de estudiante, una hoja de papel suenan: también oscilan. Sí, joven amigo, vivimos en un mundo de sonidos, porque muchos cuerpos a nuestro alrededor vibran y suenan. Los propios sonidos son el resultado de la propagación de movimientos oscilatorios de sus partículas en el aire. No los vemos. ¿Cómo se generan las ondas sonoras en el aire? El aire está formado por partículas invisibles al ojo. Con el viento, se pueden transportar largas distancias. Pero también pueden fluctuar. Por ejemplo, si hacemos un movimiento brusco con un palo en el aire, sentiremos una ligera ráfaga de viento y al mismo tiempo escucharemos un sonido débil. Este sonido es el resultado de vibraciones de partículas de aire excitadas por vibraciones del palo. Haz esta experiencia. Tire hacia atrás de una cuerda, como una guitarra, y luego suéltela. La cuerda comenzará a temblar, oscilará alrededor de su posición de reposo original. Las vibraciones suficientemente fuertes de la cuerda son perceptibles a simple vista. Las vibraciones débiles de la cuerda solo se pueden "sentir" como un ligero cosquilleo si la tocas con el dedo. Mientras la cuerda vibra, escuchamos el sonido. Tan pronto como la cuerda se calme, el sonido se extinguirá. La generación de sonido por una cuerda vibrante se debe a la “condensación” y “rarefacción” de las partículas de aire. Oscilando de un lado a otro, la cuerda presiona, como si presionara, las partículas de aire que tiene delante, formando zonas de alta presión en un determinado volumen de la misma, y detrás, por el contrario, zonas de baja presión. Estas son ondas sonoras. Al esparcirse en el aire a una velocidad de unos 340 m/s, transportan una cierta cantidad de energía. En el momento en que la zona de mayor presión de la onda sonora llega al oído, presiona el tímpano, doblándolo ligeramente hacia adentro. Cuando la región enrarecida de la onda sonora llega al oído, el tímpano se dobla ligeramente hacia afuera. El tímpano vibra constantemente al mismo tiempo que alterna áreas de alta y baja presión de aire. Estas vibraciones se transmiten a lo largo del nervio auditivo hasta el cerebro y las percibimos como sonido. Cuanto mayor es la amplitud de las ondas, más energía transportan, más fuerte es el sonido que percibimos. Las ondas de sonido, como las ondas de agua, se representan convencionalmente como una línea ondulada, una sinusoide. Las "jorobas" de tal curva corresponden a áreas de alta presión, y los "valles" corresponden a áreas de baja presión de aire. El área de alta presión y el área de baja presión que le sigue forman una onda sonora. Pero nosotros, además, vivimos en un mundo de oscilaciones electromagnéticas emitidas por cables y aparatos eléctricos en el que fluye corriente alterna, infinidad de antenas de emisoras de radio, descargas eléctricas atmosféricas, las entrañas de la Tierra y el Cosmos infinito. Solo con la ayuda de instrumentos hechos por el hombre, las oscilaciones electromagnéticas pueden detectarse y registrarse. Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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