Om de vraag wat voor aarzeling te beantwoordenharmonisch worden genoemd, moet in gedachten worden gehouden dat deze fysische verschijnselen een van de meest voorkomende in de natuur zijn. Misschien is het moeilijk om een bol aan te wijzen waar geen harmonische trillingen aanwezig zijn. De meest voorkomende gebieden van de fysische theorie waarin oscillerende processen worden bestudeerd, zijn mechanica, elektrotechniek en elektronica, radar en hydroakoestiek en andere.
Al deze gebieden zijn zonder uitzondering verenigd,dat de aard van oscillerende processen in de regel dezelfde is, en daarom is er een algemene klassieke theorie voor hun beschrijving. Parametrische verschillen in oscillerende processen zijn alleen te wijten aan de omgeving van hun beloop en externe factoren die de oscillerende bewegingen kunnen beïnvloeden. Het eenvoudigste voorbeeld van oscillerende bewegingen die we dagelijks in het dagelijks leven tegenkomen, zijn bijvoorbeeld oscillaties van een slinger van een klok of een elektrische stroom.
Trillingen door de aard van hun stroom zijnvrij en harmonisch. Vrije trillingen worden ook wel echte trillingen genoemd, dit benadrukt dat ze externe storingen van de omgeving als bron hebben, die het fysieke lichaam uit statisch evenwicht halen. Een voorbeeld is een gewicht dat aan een draad hangt, en waarmee we een bepaald slingerproces een duwtje geven.
Een belangrijkere plaats in de fysische theorieis gewijd aan de studie van een fenomeen als harmonische oscillaties. De studie van hun aard vormt slechts de theoretische basis waarop de studie van engere aspecten van oscillerende processen is gebaseerd, namelijk hun verloop in verschillende media - mechanica, elektriciteit, in chemische transformaties en reacties.
Om harmonische trillingen in de natuurkunde te beschrijven, worden basisparameters zoals periode en frequentie gebruikt.
Gebaseerd op het eerder door ons geformuleerdede bewering dat er een bepaald algemeen universeel model is van het verloop van oscillerende processen, kan men logischerwijs tot de conclusie komen over het bestaan van bepaalde universele grootheden die deze oscillaties karakteriseren. Bijgevolg zijn de bovengenoemde parameters - periode en frequentie, kenmerkend voor alle soorten oscillaties, ongeacht de bron van hun opwekking en het medium van hun stroming.
Frequentie is een kwantitatieveeen waarde die aangeeft hoe vaak een fysiek lichaam gedurende een bepaalde periode het proces van het veranderen van zijn statische toestand heeft voltooid en ernaar is teruggekeerd. Je kunt dus bijvoorbeeld tellen hoe vaak hetzelfde gewicht trillingen heeft gemaakt nadat we erop hebben geduwd totdat het volledig stopte.
De periode in dit proces zal het tijdsinterval aangeven waarin dit gewicht zal afwijken van zijn oorspronkelijke positie en in één zwaai naar zijn oorspronkelijke positie terugkeert.
Harmonische oscillaties onderzoeken, zou men moeten doenbegrijp dat de periode en frequentie objectief gerelateerd zijn door een algemene formule, die uiteindelijk de grafiek van harmonische oscillaties bepaalt. Om meer in detail te begrijpen wat het is, moet worden opgemerkt dat er andere parametrische indicatoren zijn: amplitude, fase, cyclische frequentie. Het gebruik ervan maakt het mogelijk trigonometrische functies toe te passen om oscillerende processen te beschrijven. De meest gebruikelijke grafische formule is s = A sin (ωt + α). Met deze formule, ook wel de vergelijking van harmonische oscillaties genoemd, kun je een grafiek maken van het oscillerende proces, dat in zijn eenvoudigste vorm een gewone sinusoïde is. In het gegeven voorbeeld van de formule laten de coëfficiënten ω en α precies zien welke transformaties moeten worden uitgevoerd met een sinusoïde om een specifiek oscillerend proces weer te geven.
Bij complexere oscillerende verschijnselen wordt hun grafische beschrijving natuurlijk gecompliceerder. Deze complicatie is te wijten aan de invloed van twee hoofdfactoren:
- de aard van het proces, dat wil zeggen, wat voor soort trillingen wordt onderzocht - mechanisch, elektromagnetisch, cyclisch of andere;
- de omgeving waarin oscillerende verschijnselen worden gegenereerd en uitgevoerd - lucht, water of anderszins.
Deze factoren hebben een aanzienlijke invloed op alle parameters van elk oscillerend proces.
