Un enfant sur une balançoire, une cloche étant frappé, un rocher jeté dans un étang --- toutes ces situations ont un mouvement périodique. Quand il y a une position d'équilibre, comme une balançoire de repos à son point le plus bas, le système va essayer de corriger une perturbation en revenant à la position d'équilibre. Quand un enfant est poussé sur la balançoire, la balançoire va revenir à son point de départ. Dans de nombreux systèmes, comme dans le swing, le système reviendra à son point d'équilibre, puis allez à droite à travers elle. Le temps qu'il faut pour que le système pour terminer un cycle complet est la période. Les principes de mouvement périodique sont les mêmes pour les ondes périodiques sonores, ondes lumineuses et des ondes radio, qui peuvent transporter des signaux.
Instructions
Mouvement périodique Compréhension
1 
Familiarisez-vous avec les caractéristiques du signal. Chaque phénomène cyclique répétitif a un motif identifiable. Pour commencer, la longueur d'onde est la «distance» entre deux fonctions identiques dans le modèle. Par exemple, la longueur d'onde d'un balancement de l'enfant serait la distance totale entre le point le plus élevé dans le mouvement en arrière, au plus haut point dans le swing vers l'avant et vers le point le plus élevé en arrière à nouveau. Soyez prudent lors de l'identification d'un point de départ pour mesurer la longueur d'onde; par exemple, le motif est pas le même à chaque fois que l'enfant se balance à travers le point le plus bas --- fois va vers l'avant et l'autre va vers l'arrière.
2 Observer la vitesse du mouvement. La vitesse est déterminée par la force de rappel --- quoi que ce soit que ça repousse vers une position d'équilibre équilibrée. Pour le swing, il est la gravité. Pour le son, il est la pression dans l'air. Pour une corde vibrante, il est la tension de la chaîne. Pour des ondes électromagnétiques tels que des signaux lumineux et à la radio, la force de rappel est contenu dans les champs électriques et magnétiques eux-mêmes.
3 Trouver la fréquence de la motion. La fréquence est le nombre de fois que le cycle se répète, habituellement mesurée en Hertz, qui est «par seconde." Pour mesurer la fréquence du mouvement d'un enfant, par exemple, pendant trente secondes, vous pouvez compter combien de fois l'enfant passe par le point se déplaçant dans la direction vers l'avant le plus bas. Si vous mesurez 7 "passe avant" par le point en 30 secondes le plus bas, la fréquence serait 30.07 qui est d'environ 0,23 Hz.
4 Identifier la relation entre la fréquence, la vitesse et la longueur d'onde. Mathématiquement, longueur d'onde = vitesse / fréquence. Cela devient un peu compliqué pour le swing, parce que la «vitesse» est liée à la longueur de la corde et l'accélération de la pesanteur, mais pour les signaux portés par ondes sonores ou électromagnétiques, il est la vitesse du son ou de la vitesse de la lumière, respectivement .
5 Notez la relation entre la fréquence et la période. Fréquence et période sont liés par une relation très simple: période = 1 / fréquence; ou vice versa, la fréquence = 1 / période.
mesure directe
6 Sélectionnez un dispositif de mesure approprié pour le type de signal. Pas trop de signaux sont portés sur le mouvement d'un enfant, donc nous avons besoin d'un dispositif de mesure approprié pour le type de signal. Pour une onde sonore, un microphone serait un bon choix, tandis qu'une onde radio aurait besoin d'une antenne et le récepteur.
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Mettez le signal dans l'oscilloscope. Oscilloscopes sont essayés et vrais appareils de mesure, spécifiquement conçus pour mesurer des signaux périodiques, mais tout instrument qui enregistre la tension en fonction du temps peuvent être utilisés pour effectuer ces mesures.
8 Régler la base de temps sur l'oscilloscope pour afficher un nombre approprié de cycles complets du signal périodique; de un à quatre cycles est généralement commode.
9 Identifier une caractéristique spécifique du signal et mesurer le temps entre les répétitions de cette fonctionnalité. En revenant à la balançoire de l'enfant, rappelez-vous que la position et la direction du signal doivent répéter. Par exemple, lorsque le signal traverse du positif au négatif pourrait être un bon choix. Le temps entre les répétitions d'une caractéristique de signal spécifique est la période.
Calcul
dix Déterminer la vitesse du signal. Par exemple, les ondes sonores se déplacent à environ 340 mètres / seconde dans des conditions standard, tandis que les ondes électromagnétiques (comme les ondes lumineuses) se déplacent à 300 millions de mètres par seconde. En raison de la relation entre la vitesse, la fréquence et la longueur d'onde décrit dans la section «Mouvement périodique compréhension», sachant certaines caractéristiques d'une onde permet aux autres de calculer.
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Déterminer la longueur d'onde du signal. Par exemple, la lumière jaune-verdâtre a une longueur d'onde de 550 nanomètres (550 milliardièmes de mètre).
12 Calculer la fréquence du signal. La fréquence est égale à la vitesse divisée par la longueur d'onde. Par exemple, la fréquence de la lumière jaune-verdâtre serait donné par (3.0
10 ^ 8 m / s) / (550 10 ^ -9 m) = 545 * 10 ^ 12 / s. Cette mesure combien de fois le signal se répète chaque seconde.
13 Inversez la fréquence pour obtenir la période. Dans l'exemple, la période de la lumière jaune-verdâtre est donnée par 1 / (545 10 ^ 12 / s), ce qui équivaut à 1,83 10 ^ -15 secondes.