Үндсэн давтамж ба байгалийн давтамж
Байгалийн давтамж ба үндсэн давтамж нь маш чухал долгионтой холбоотой хоёр үзэгдэл юм. Эдгээр үзэгдлүүд нь хөгжим, барилгын технологи, гамшгаас урьдчилан сэргийлэх, акустик, байгалийн системийн ихэнх шинжилгээ зэрэг салбарт маш чухал ач холбогдолтой юм. Ийм салбарт амжилт гаргахын тулд эдгээр ойлголтуудын талаар тодорхой ойлголттой байх нь амин чухал юм. Энэ нийтлэлд бид үндсэн давтамж, байгалийн давтамж гэж юу болох, тэдгээрийн тодорхойлолт, хэрэглээ, байгалийн давтамж ба үндсэн давтамжтай холбоотой үзэгдлүүд, тэдгээрийн ижил төстэй байдал, эцэст нь байгалийн давтамж ба үндсэн давтамжийн ялгааг авч үзэх болно.
Байгалийн давтамж гэж юу вэ?
Систем бүр байгалийн давтамж гэж нэрлэгддэг шинж чанартай байдаг. Хэрэв систем нь бага зэрэг хэлбэлзэлтэй байх ёстой бол систем нь энэ давтамжийг дагах болно. Системийн байгалийн давтамж нь маш чухал юм. Газар хөдлөлт, салхи гэх мэт үйл явдлууд нь тухайн үйл явдалтай ижил байгалийн давтамжтай объектуудыг сүйтгэж болно. Ийм байгалийн гамшгаас хамгаалахын тулд системийн байгалийн давтамжийг ойлгож, хэмжих нь маш чухал юм. Байгалийн давтамж нь резонанстай шууд холбоотой. Системд (жишээ нь, дүүжин) бага зэрэг хэлбэлзэл өгөхөд тэр нь савлаж эхэлнэ. Түүний эргэлдэх давтамж нь системийн байгалийн давтамж юм. Одоо системд үйлчилдэг гадны хүчийг төсөөлөөд үз дээ. Энэхүү гадны хүчний давтамж нь системийн байгалийн давтамжтай төстэй байх албагүй. Энэ хүч нь системийг тухайн хүчний давтамж руу хэлбэлзүүлэхийг оролдох болно. Энэ нь тэгш бус хэв маягийг бий болгодог. Гадны хүчнээс зарим энергийг системд шингээдэг. Одоо давтамжууд ижил байх тохиолдлыг авч үзье. Энэ тохиолдолд савлуур нь гадны хүчнээс шингэсэн хамгийн их энергитэйгээр чөлөөтэй эргэлддэг. Үүнийг резонанс гэж нэрлэдэг. Барилга, электрон болон цахилгаан хэлхээ, оптик систем, дууны систем, тэр ч байтугай биологийн систем зэрэг системүүд нь байгалийн давтамжтай байдаг. Эдгээр нь системээс хамааран эсэргүүцэл, хэлбэлзэл эсвэл суперпозиция хэлбэртэй байж болно.
Үндсэн давтамж гэж юу вэ?
Үндсэн давтамж нь байнгын долгионоор яригддаг ойлголт юм. Эсрэг чиглэлд хөдөлж буй хоёр ижил долгионыг төсөөлөөд үз дээ. Эдгээр хоёр долгионы нийлэхэд үр дүнг зогсох долгион гэж нэрлэдэг. +x чиглэлд тархаж буй долгионы тэгшитгэл нь y=A sin (ωt – kx), харин -x чиглэлд тархах ижил төстэй долгионы тэгшитгэл нь y=A sin (ωt + kx) юм. Энэ хоёрын давхцалаас үүсэх долгионы хэлбэр нь давхцах зарчмаар y=2A sin (kx) cos (ωt) болно. Энэ бол байнгын долгионы тэгшитгэл юм. 'x' нь гарал үүслийн зай; өгөгдсөн x утгын хувьд 2А sin (kx) тогтмол болно. Sin (kx) нь -1 ба +1 хооронд хэлбэлздэг. Тиймээс системийн хамгийн их далайц нь 2А байна. Үндсэн давтамж нь системийн өмч юм. Үндсэн давтамж дээр системийн хоёр төгсгөл нь хэлбэлздэггүй бөгөөд тэдгээрийг зангилаа гэж нэрлэдэг. Системийн төв нь хамгийн их далайцтай хэлбэлзэж байгаа бөгөөд үүнийг эсрэг зангилаа гэж нэрлэдэг.
Байгалийн давтамж ба үндсэн давтамжийн ялгаа нь юу вэ?
• Байгалийн давтамж нь хэлбэлзэлтэй холбоотой шинж чанар боловч үндсэн давтамж нь долгионтой холбоотой шинж чанар юм.
• Систем бүр байгалийн давтамжтай байдаг ч үндсэн давтамж нь зөвхөн зарим системд тохиолддог.
• Үндсэн давтамжийн хувьд эсрэг талын хоёр ижил долгионы суперпозиция шаардлагатай, харин байгалийн давтамжийн хувьд зөвхөн нэг хэлбэлзэл шаардлагатай.
