Érnélküli kábelek/Üreg-rezonátorok

Előszó

A fizikai fogalmainkat kialakító mindennapos tapasztalatok legnagyobb része a mechanika körébe vág. Így szemléletünk számára a mechanika törvényei jól hozzáférhetők és ezért szívesen keressük a fizika más területén is a jelenségek mechanikai magyarázatát, vagy legalább is mechanikai analógiáját. A mechanikai magyarázat, amint tudjuk, a villamosság-tanban nem sikerült, annak alaptörvényei elemibb jelenségekből le nem vezethetők. Ezeket tehát egyszerűség és érthetőség szempontjából az elemi mozgástörvényekkel kell azonosoknak tekinteni. Mechanikai hasonlóságot már könnyebben találhatunk. A fizika igen sok kérdése ugyanis azonos alakú differenciál-egyenletre vezet. Ezekben csak az állandó tagok különböznek egymástól a feladat természetének megfelelően. Ha most veszünk egy mechanikai és egy villamos feladatból eredő hasonló alakú differenciál-egyenletet a megfelelő tagok együtthatóinak összevetéséből megkaphatjuk az egyes villamos mennyiségek mechanikai megfelelőjét és így az egyébként szemléletünktől távol álló villamos jelenség lefolyását mechanikai mintán követhetjük. Így állítjuk párhuzamba például egy csőben nyomáskülönbség hatására továbbáramló eszményi folyadék és feszültségkülönbség hatására mozgó villamos töltések esetét. Ugyancsak egy villamos rezgőkörnek megfelelő mechanikai rezgőkört is szerkeszthetünk ezen az alapon, ha a tömeget az önindukcióval, a visszatérítő erő rugalmassági együtthatóját pedig a kapacitás reciprok értékével azonosítjuk. Így azután ezekkel az elvont villamos fogalmakkal sokkal otthonosabban dolgozunk. Ezeknek az analógiáknak mélyebb fizikai alapjuk nincs, mégis igen hasznosak lehetnek, mert olyan esetekben, amikor a jelenség minőségi lefolyásáról akarunk gyors tájékozódást szerezni, vagy esetleg a feladat pontos megoldása elé matematikai nehézségek gördülnek, a jelenség egyik alakjában akár a képzelet, akár a kísérlet számára könnyebben hozzáférhető. Azt is megtudjuk állapítani, hogy meddig érvényes egy-egy analógia: t. i. azon jelenségek körére, amelyekre az összehasonlítás alapjául szolgáló differenciál-egyenlet érvényes. Így pl. a fenti rezgőkör hasonlat csak kvázistacionárius jelenségekre alkalmazható. A hullámhosszal összemérhető nagyságú vezetőn lefolyó jelenségek egy része a rezgő-húrral, míg másik része a rugalmas rezgőkontinuummal analóg. Vissza