„Oszcilláció” változatai közötti eltérés

A legegyszerűbb mechanikai oszcilláló rendszer egy [[tömeg]] (test), egy lineáris [[rugó]]hoz kapcsolva. Egy ilyen rendszer akkor van egyensúlyi állapotban, amikor statikus, azaz nyugalmi állapotban áll. Ha a tömeget kimozdítjuk egyensúlyi állapotából, akkor egy visszatérítő erő keletkezik, amely a nyugalmi állapotba akarja visszaállítani a rendszert. A visszatérő mozgó tömeg [[lendület|momentumra]] tesz szert, és nyomaték keletkezik az ellentétes irányba. Ha egy állandó erő is hat a rendszerre, mint például a [[gravitáció]], akkor az egyensúlyi helyzet eltolódik. Azt az időt, amely alatt egyetlen oszcilláció történik, oszcillációs periódusnak vagy periódusidőnek is hívják.

A tömeg-rugó rendszer speciális dinamikáját matematikailag az úgynevezett egyszerű harmonikus oszcilláció írja le, és az ekkor létrejövő mozgást [[Harmonikus rezgőmozgás|egyszerű harmonikus mozgásnak]] hívják. A tömeg-rugó rendszerben azért történik oszcilláció, mert az egyensúlyi állapotból történő elmozdulás során a rugó [[Mozgási energia|kinetikus energiára]] tesz szert, amely a rugó [[Potenciális energia|potenciális energiájává]] változik. A tömeg-rugó rendszer jól illusztrálja az oszcilláció általános tulajdonságait, azaz az egyensúlyi állapotot, és a visszaállításra ható erőt, amely annál nagyobb lesz, minél inkább eltér az egyensúlyi állapottól.

A valóságban az oszcilláló rendszerek [[Termodinamika|termodinamikusan]] irreverzibilisek. Ez azt jelenti, hogy mindig van egy disszipatív folyamat, mint a [[súrlódás]] vagy az [[elektromos ellenállás]], amely folyamatosan hővé alakítja át az oszcillátorban tárolt energiát a környezet felé. Ezt a jelenséget csillapításnak hívják. Ily módon az oszcillációk amplitúdója egyre csökken, hacsak nem kap kívülről energiát a csillapítás pótlására. A csillapítás hatása legjobban a harmonikus oszcillátor működésekor látható.

A harmonikus oszcillátor és az általa modelezettmodellezett rendszer [[szabadsági fok]]a 1. Bonyolultabb rendszerek szabadsági foka 1-nél több. Ilyen például az a rendszer, amely két tömegből és három rugóból áll (mindegyik tömeg egy fix ponthoz és egymáshoz is kapcsolódik). Ebben az esetben minden változót befolyásolja a többi is. Ez vezet a csatolt oszcillációhoz. Például az ugyanarra a falra szerelt (azonos frekvenciájú) két ingaóra szinkronizálni próbálja a lengését. Ezt a jelenséget először [[Christiaan Huygens]] figyelte meg 1665-ben.<ref>Strogatz, Steven. ''Sync: The Emerging Science of Spontaneous Order''. Hyperion, 2003, pp 106-109</ref> Az összetett rezgőrendszer leírása meglehetősen bonyolult, de hatékonyabb és számítástechnikailag kezelhetőbb, ha [[normál módus]]ban fejezzük ki a mozgásokat.

Amikor a szabadságfokok száma tetszőlegesen nagy, akkor a rendszer közelít a folytonossághoz. PéldáulIlyen ilyenpéldául a víz felszinénfelszínén tapasztalható hullámzás is. Az ilyen rendszernek végtelen számú normál módusa van, amely jellemzően terjed a vízben.

• [[Wilberforce -inga]]

• [[Colpitts oscillatoroszcillátor]]

• [[SzívdobogásSzív|Szívritmus]]