ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

Синхронизация как механизм самоорганизации в системе связанных осцилляторов

Руководитель: доцент

_____Хухрянский М.Ю.

Исполнитель: студентка

3 курса

Группы микроэлектроники

_____Машкова А. С.

Воронеж 2006

РЕФЕРАТ

 

Курсовая работа: 23 страницы, 6 иллюстраций, 17 формул, 7 источников.

Ключевые слова: синхронизация, самоорганизация, автоколебательная система, осциллятор.

В данной работе дается объяснение таких понятий, как синхронизация, самоорганизация, автоколебательная система. Приводится классификация явлений синхронизации, а также рассматривается синхронизация в цепочке N связанных осцилляторов и образование кластеров в дискретной цепочке осцилляторов и в непрерывной колебательной среде.

Оглавление

1. Введение. 4

2. Историческая справка. 5

3. Синергетика, самоорганизация, синхронизация. 6

4. Автоколебательная система. 7

5. Характеристики ритма: период и частота. 8

6. Подстройка ритмов: захват фаз и частот. 9

7. Синхронизация: обзор различных случаев. 12

7. 1. Синхронизация внешней силой. 12

7. 2. Ансамбли осцилляторов и колебательные среды.. 12

7. 3. Фазовая и полная синхронизация хаотических осцилляторов. 13

8. Цепочки осцилляторов. 15

8. 1. Синхронизация N связанных осцилляторов. 15

8. 2. Пример: цепочка лазеров. 17

9. Образование кластеров. 18

9. 1. Кластеры в дискретной цепочке осцилляторов. 18

9. 1. Кластеры в непрерывной колебательной среде. 19

10. Заключение. 22

Литература. 23

1. Введение

     Синхронизация автоколебаний – одно из фундаментальных нелинейных явлений природы. Его можно рассматривать как метод самоорганизации взаимодействующих систем. Под синхронизацией обычно понимают установление некоторых соотношений между основными характеристиками колебаний систем в результате их взаимодействия. Эффект синхронизации, открытый Гюйгенсом еще в XVII веке, привлек к себе особый интерес ученых в связи с развитием науки и техники. Постепенно  стало ясно, что различные явления, на первый взгляд не имеющие ничего общего, подчиняются неким универсальным зако­нам. В настоящее время детально разработана теория синхронизации периодических автоколебаний, рассмотрены случаи синхронизации квазипериодических колебаний и колебаний в присутствии шумов. Также различают вынужденную синхронизацию, т. е. синхронизацию автоколебаний внешним сигналом, и взаимную синхронизацию, наблюдающуюся при взаимодействии двух и более автоколебательных систем. В обоих случаях проявляются одни и те же эффекты синхронизации, связанные с двумя механизмами: захватом собственных частот (и, соответственно, фаз) колебаний или же подавлением одной из собственных частот взаимодействующих систем.

2. Историческая справка

     Голландский ученый Христиан Гюйгенс был, по всей видимости, первым исследователем, наблюдавшим и описавшим явление синхронизации еще в 17-том столетии. Он открыл, что двое маятниковых часов, висящих на общей опоре, синхронизируются, т. е. их колебания идеально совпадают, а маятники всегда движутся в противоположных направлениях. ............