【振动与波动】弹簧振子的周期与质量和劲度系数有关

受迫振动由持续变化的外部作用驱动。共振发生在驱动与系统固有响应适当匹配时。共振峰的宽度受到系统阻尼程度影响。共振并不意味着系统振幅能够无限增大。机械波通过介质中的相互作用传播扰动。波传播时介质质点通常不随波整体远行。横波的振动方向垂直于波的传播方向。纵波的振动方向与波的传播方向平行。波长是相邻同相位位置之间的空间距离。

驻波的波节位置在理想条件下不发生振动。弦上的允许驻波模式受边界条件限制。基频对应系统最低的非零正常振动频率。谐波频率是基频的整数倍时形成谐波系列。拍现象来自频率接近的振动相互叠加。拍频等于两个相近频率之间的差值大小。波包由多个不同频率的波共同叠加形成。群速度描述波包包络传播的速度。

振动是系统在一定状态附近反复变化的过程。平衡位置是恢复作用达到平衡的位置。简谐振动的恢复力与位移成正比且反向。弹簧振子的周期与质量和劲度系数有关。理想简谐振动的周期不随振幅大小改变。单摆只有在小角度条件下近似简谐振动。单摆周期主要取决于摆长和当地重力加速度。振幅描述振动偏离平衡位置的最大程度。

相位表示周期运动所处的具体变化阶段。频率是单位时间内完成完整振动的次数。周期与频率互为倒数而不是彼此成正比。角频率与普通频率之间相差一个固定因子。阻尼使振动能量向环境或其他形式转移。欠阻尼系统可以在振幅衰减时继续振荡。临界阻尼对应不振荡恢复的临界情形。过阻尼系统恢复平衡通常不出现往复振荡。