Цикл лекционных опытов по колебательным и волновым процессам (разработка аппаратуры и опытов)

• Автор: Егоров, Геннадий Степанович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Горький
• Количество страниц: 201 c. : ил

ГЛАВА I. ДЕМОНСТРАЦИИ ПО КОЛЕБАТЕЛЬНЫМ ПРОЦЕССАМ В ЛИНЕЙНЫХ, ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ И НЕЛИНЕЙНЫХ ОСЦИЛЛЯТОРАХ

В в е д е н и е

1.1. Линейный колебательный контур как спектраль -ный прибор и селективный приемник квазимоно -хроматических сигналов

1.2. Асимметрия и гистерезис резонансной кривой нелинейного колебательного контура

1.3. Многоцелевая установка для демонстрации нелинейных и параметрических эффектов в колеба -тельном контуре

1.3.1. Нелинейные искажения формы входного сигнала

1.3.2. Преобразование спектра входного сигнала

1.3.3. Резонансы на обертонах

1.3.4. Появление комбинационных гармоник

1.3.5. Резонансная кривая нелинейного контура

1.4. Явление параметрического резонанса и парамет -рического усиления колебаний

1.4.1. Наблюдение параметрического резонанса
1.4.2. Параметрическое усиление малых
колебаний
1.5. Иллюстрирование фазовой плоскости и некоторых особенностей автоколебательных систем
ГЛАВА 2. НЕКОТОРЫЕ ОПЫТЫ ПО РЕГУЛЯРНЫМ ВОЛНОВЫМ ПРОЦЕССАМ
В в е д е н и е
2.1. Моделирование "гравитационной линзы” в
лекционной демонстрации

2.2. Установка по демонстрации свойств электромагнитных волн
2.2.1. Распространение электромагнитных волн
2.2.2. Волновая структура излучения.
Измерение длины СВЧ волны
2.2.3. Зависимость амплитуды излучаемой волны
от расстояния
2.2.4. Поперечный характер электромагнитной волны
2.2.5. Линейный характер поляризации волны
2.2.6. Модельное иллюстрирование электронного "механизма" явления отражения
2.2.7. Изменение характера поляризации волны
при отражении
2.2.8. Поляризационная структура прошедшей
волны
2.2.9. Диаграмма направленности излучателя
2.2.10. Опыты по рассеиванию волн объемными рассеивателями
2.3. Интерферометр Майкельсона в 10 см диапазоне
волн
2.3.1. Наблюдение интерференционной картины
2.3.2. Зависимость ширины интерференционной полосы от юстировки зеркал
2.3.3. Измерение длины волны
2.4. Демонстрация распределения освещенности в различных зонах дифракции
‘2.4.1. Наблюдение распределения интенсивности
в различных зонах дифракции
2.4.2. Волновой принцип неопределенности
2.4.3. Симметрия пространственных спектров в дальней зоне дифракции

ГЛАВА 3. ДЕМОНСТРАЦИЙ ПО СТАТИСТИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ В в е д е н и е
3.1. Опыты с хаотически модулированными колебаниями
3.2. Влияние инерционности регистрирующих устройств на видн§сть интерференционной
картины
3.3. Опыты по интерференции частично когерентных волновых полей
> 3.3.1. Модуляционный способ синтеза
частично когерентных световых полей
3.3.2. Двухисточечный способ получения частично коррелированных световых колебаний
3.4. Влияние степени пространственной когерентности колебаний на видность интерференционной картины
3.4.1. Опыт Юнга в сантиметровом диапазоне
волн
3.4.2. Моделирование работы звездного интерферометра Майкельсона
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

рого увидим немного искаженную фигуру Лиссажу в виде "восьмерки" (рис. II а), тогда как при ^ , соответствующих первой
зоне генерации ( П = 2), наблюдается искаженный эллипс (рис. II б).
Хотя зависимость амплитуды генерируемых колебаний от периода накачки можно наблюдать на осциллографе 4 , однако, для
большей наглядности в этом опыте целесообразно использовать ещё и самописец б , на "X" вход которого подается с генератора 3 линейно нарастающее напряжение развертки, а на "У" вход через детектор Д - напряжение с контура. Если включить устройство автоматического изменения частоты накачки (при этом генератор перекрывает диапазон частот от 0 до 40 кГц), самописец зафиксирует амплитудные значения параметрических колебаний, соответствующих основной, первой и т.д. зонам генерации (рис. 12).
При обсуждении вопроса о параметрическом резонансе на со -ответствующих лекциях, чтобы лучше подчеркнуть то обстоятельство, что одинаковые качественные закономерности присущи колеба -тельным системам различной природы, параллельно можно показать и опыты с механическими осцилляторами, например, с упоминавшимся выше маятником переменной длины. Модернизируя эту демонстрацию (см. 53 ), можно показать колебания не только в основной,
но и первой зоне неустойчивости. Кроме того, хороший эффект производит демонстрация параметрического резонанса в другой механической системе - с грузиком на пружине ("маятник Горелика"). Жесткость пружины и масса груза подбираются так, чтобы период угловых качаний был в два раза больше периода продольных (вертикальных) колебаний груза на пружине. Тогда, например, если в начальный момент возбуждены чисто вертикальные колебания, за счет параметрического резонанса система быстро перейдет в режим угловых качаний. В дальнейшем, вследствие нелинейных эффектов