Добротность колебательной системы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Добротность колебательной системы - безразмерный коэффициент, величина которого характеризует резонансные свойства линейной колебательной системы, отношение запасённой в системе энергии W к мощности потерь Р за период колебаний, т. е. Q = 2πωW/P. Теоретически определяется путём условного разграничения диссипативных и реактивных элементов. Практически часто измеряется как отношению резонансной частоты ω к ширине резонансной кривой Δω на уровне убывания амплитуды в ~2 раза: Q = ω/Δω, что характерно для Гауссова распределения спектра частот уединенного резонатора.

В случае электрических контуров запасённую энергию считают сосредоточенной в чисто реактивных элементах индуктивности L и ёмкости С, а потери связывают с протеканием тока по чисто диссипативному элементу - сопротивлению R. Тогда

Соответственно для механической колебательной системы с массой m, упругостью k и коэфициентом трения b

В колебательных системах с большой добротностью частота и коэффициент затухания a слабозатухающих колебаний вида e^-atsinωt связаны с добротностью отношением:

где d = 2πa/ω = a/f [долей/цикл] - декремент затухания. Добротность характеризует избирательную и разрешающую способности колебательной системы: чем больше Q, тем выше резонансный отклик системы по сравнению с нерезонансным; отклики системы на одинаковые по амплитуде сигналы с близкими частотами ω₁ и ω₂ существенно различны по величине и, следовательно, могут быть разрешены, если |ω₁ - ω₂|/Δω = ω/Q. Обычные радиоконтуры обладают добротностью Q~10-10², для камертона Q~10², для пьезокварцевой пластинки Q~2^.10⁴ на частоте 20 кГц, для СВЧ-резонаторов Q~10³-10⁴, а для квазиоптических и оптических резонаторов Q~10⁶-10⁷. Если в системе существует несколько источников диссипации, то для получения результирующей добротности Q_S складываются обратные величины:

В случае многомодовых систем с дискретным (точнее, квазидискретным) спектром собственных частот каждая из мод обладает своей добротностью; в пределе, когда спектр сливается в сплошной, понятие добротности утрачивает смысл.

Литература по добротности колебательных систем

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.