第十章 机械振动和电磁振荡

世界上充满着运动的物质,这些物质的运动按照它们是在一个位置附近运动,还是其运动状态从一个地点运动到另一个地点,存在两类典型的运动形式,例如:(1)单摆的摆动、弦的振动、杯子中水的晃动、电子在原子中的振动、光在激光器两块镜面之间的来回反射等;(2)一根张紧的弦在一端所引起的脉冲传播、海浪向着海岸推进、恒星发出的光等。当然,同一现象究竟属于哪一类运动,这要取决于你的观点,如:海浪向着海岸推进,但是水(或它上面的浮物)却是一上一下(或前后)运动,而没有前进。

这一章我们主要讨论第一类物体的运动:即振动

振动是声学、地震学、建筑力学、机械原理、造船学等所必需的基础知识,也是光学、电学、交流电工学、无线电技术以及原子物理学等所必不缺少的基础。在这一章中我们除了讨论机械振动外,还讨论了电磁振荡,以突出振动的共性。

当物体在平衡位置附近作微小的振动,一般可以看做振动是线性的,可是当作大振动时,这些振动不能用线性理论来讨论。如果将这些振动线性化,将使系统的性质发生改变。这类振动要按系统本来的非线性性质来讨论,其运动的微分方程是非线性的,称为非线性振动(如自激振动)。有些振动也不能用线性理论来讨论,如随机振动等。