Учебник составлен на основе курса лекций по теории колебаний, читавшихся автором на физическом факультете Московского Государственного университета им. М. В. Ломоносова в 1950-1960 гг. В представленном курсе излагаются основные законы колебательных процессов в физике, а также методы теоретического исследования и расчета простейших колебательных систем.
Для студентов высших технических учебных заведений.
От издателя
Учебник составлен на основе курса лекций по теории колебаний, читавшихся автором на физическом факультете Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова в течение многих лет. Первое издание учебника вышло в 1950 г., второе в авторской переработке было выпущено в 1964 г.
В представленном курсе излагаются основные законы колебательных процессов в физике, а также методы теоретического исследования и расчета простейших колебательных систем.
Книга адресована студентам классических университетов и высших технических учебных заведений.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
ЧАСТЬ I
КОЛЕБАНИЯ В СИСТЕМАХ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ
Глава 1. Собственные колебания в линейных системах с одной степенью свободы
§ 1. Определение числа степеней свободы систем
§ 2. Собственные колебания в консервативной системе с одной степенью свободы
§ 3. Основные элементы гармонического колебания и колебания энергии
§ 4. Собственные колебания в неконсервативной системе с одной степенью свободы
§ 5. Изображение колебательных процессов в системе с одной степенью свободы на «фазовой плоскости»
§ 6. Собственные колебания системы с «отрицательным» затуханием
Глава 2. Собственные колебания нелинейной консервативной системы
§ 7. Колебания нелинейной консервативной системы
§ 8. Колебания физического маятника
§ 9. Определение периода колебаний
Глава 3. Вынужденные колебания в линейной системе (колебания под действием внешней силы)
§ 10. Предварительные замечания
§ 11. Действие гармонической (синусоидальной) силы на линейную систему без трения
§ 12. Явление резонанса
§ 13. Вид колебаний при резонансе
§ 14. Вынужденные колебания в системе, обладающей затуханием под действием синусоидальной силы
§ 15. Анализ резонансных законов
§ 16. Резонансные кривые при постоянной частоте и переменном параметре системы
§ 17. Некоторые частные случаи резонанса (резонанс «токов» и «напряжений»)
§ 18. Основы теории виброизолирующих устройств (амортизация)
Глава 4. Элементы теории регистрирующих приборов
§ 19. Основные сведения о регистрирующих приборах
§ 20. Квазистатические приборы
§ 21. Резонансные приборы
§ 22. Приборы, работающие по принципу сейсмографа
§ 23. Баллистические приборы
Глава 5. Спектральные методы
§ 24. Спектр периодической функции (ряд Фурье)
§ 25. Сплошной спектр
§ 26. Сравнение ряда и интеграла Фурье
§ 27. Колебания, вызываемые ударом
§ 28. Преобразование Лапласа
§ 29. Спектры Лапласа некоторых важных функций
Глава 6. Некоторые применения теории резонанса в радиотехнике
§ 30. Избирательность
§ 31. Неискажаемость
§ 32. Прием синусоидальных импульсов
§ 33. Частотная модуляция
Глава 7. Вынужденные колебания в простейших системах с нелинейными элементами
§ 34. Колебания «нелинейной» пружины
§ 35. «Нелинейный проводник» и выпрямление переменного тока
§ 36. Расчет диодного выпрямителя с ЛС-фильтром
§ 37. Детектирование
§ 38. Некоторые практические схемы детектирования
§ 39. Гетеродин
§ 40. Супергетеродин
Глава 8. Параметрические колебания
§ 41. Раскачивание качелей
§ 42. Схематический расчет параметрических колебаний
§ 43. Области параметрического резонанса
§ 44. Некоторые сведения из математической теории параметрических колебаний
§ 45. Определение областей параметрического резонанса по Мейснеру
§ 46. Примеры параметрических колебаний
Глава 9. Автоколебания
§ 47. Общие сведения об автоколебаниях
§ 48. Генератор электромагнитных колебаний
§ 49. Анализ и решение нелинейного уравнения генератора
§ 50. Влияние выбора рабочей точки характеристики па автоколебания в генераторе
§ 51. Анализ генераторных режимов в радиотехнике («квазилинейный метод»)
§ 52. Разрывные (релаксационные) автоколебания
ЧАСТЬ 2
КОЛЕБАНИЯ В ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМАХ СО МНОГИМИ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ
Глава 1. Колебания в системах с двумя степенями свободы
§ 53 Замечания об определении числа степеней свободы
§ 54. Примеры системы с двумя степенями свободы
§ 55. Парциальные системы и полная система
§ 56. Собственные колебания в системе двух электрических индуктивно связанных контуров без затухания
§ 57. Зависимость собственных частот системы от расстройки между контурами
§ 58. Теория собственных колебаний в системе с двумя степенями свободы без трения (общий случай)
§ 59. Собственные колебания упруго связанных маятников
§ 60. Нормальные координаты
§ 61. Собственные частоты как экстремальные значения
§ 62. Связь и связанность двух систем (взаимодействие двух систем)
§ 63. Колебания при сильной связанности
§ 64. Собственные колебания в системе с двумя степенями свободы при наличии трения
§ 65. Комплексные собственные частоты
§ 66. Собственные колебания в связанных индуктивно контурах с небольшим затуханием
§ 67. Пример автоколебательной системы с двумя степенями свободы. Флаттер модели крыла
§ 68. Действие внешних гармонических сил на систему с двумя степенями свободы без затухания
§ 69. Вынужденные колебания в системе с двумя степенями свободы при наличии затухания
§ 70. Динамическая жесткость и комплексные параметры системы
§ 71. Замечания о резонансной частоте системы
§ 72. Расчет фильтра промежуточной частоты в супергетеродине
Глава 2. Колебания в линейных системах со многими степенями свободы
§ 73. Общие свойства линейной колебательной системы со многими степенями свободы
§ 74. Собственные колебания в системе без сил трения
§ 75. Собственные колебания струны с тремя бусинками
§ 76. Нормальные координаты
§ 77. Ортогональность нормальных координат
§ 78. Энергия собственных колебаний и энергия нормального колебания
§ 79. Изменение масштабов нормальных координат
§ 80. Примеры нормальных координат
§ 81 ("ЛУЧП^ равенства собственных частот системы
§ 82. Равенство пулю одной или нескольких собственных частот
§ 83. полеоапия в системе со многими степенями свободы при наличии затухания
§ 84. Вынужденные колебания в системе без затухания
§ 85. вынужденные колеиашш в системе си многими стеиелммн свободы при наличии трения
§ 86. Анализ колебаний в системе со многими степенями свободы с помощью преобразования Лапласа
§ 87. «Цепочки» однородных звеньев (элементов)
§ 88. Собственные колебания в цепочке однородных элементов
§ 89. Вынужденные колебания в цепочке однородных элементов (фильтры)
Глава 3. Применение матриц к теории колебаний в системах со многими степенями свободы
§ 90. Колебания в консервативных системах
§ 91. О приближенных методах определения собственных частот и векторов
§ 92. Замечания
§ 93. Колебания в неконсервативных системах
§ 94. Физический смысл скалярных произведений комплексных векторов сил и смещений
§ 95. Метод Бубнова — Галеркина
Глава 4. Колебательные системы с распределенными параметрами
§ 96. Одномерная система с распределенными параметрами
§ 97. Собственные продольные колебания однородного стержня и двухпроводной линии без затухания
§ 98. Пример собственных колебаний при неоднородных граничных условиях
§ 99. Ортогональность форм собственных колебаний
§ 100. Продольные собственные колебания системы с затуханием
§ 101. Вынужденные продольные колебания в однородной системе с распределенными постоянными
§ 102. Уравнения изгибных (поперечных) колебаний стержней
§ 103. Собственные изгибные колебания стержня
§ 104. Поперечные вынужденные колебания стержней
§ 105. Представление балки (или стержня) многополюсником и динамическая жесткость
Рекомендуемая литература
Алфавитный указатель