Простейшим примером механической системы, создающей Р. к., может служить колодка К, насаженная с трением на вращающийся вал В и укрепленная при помощи пружин (рис. 1). При вращении вала колодка вследствие трения увлекается валом до тех пор, пока момент упругих сил пружин не станет равным максимально возможному моменту сил трения. Тогда колодка начинает скользить по валу в обратном направлении, при этом относительная скорость колодки и вала увеличивается, сила трения падает, и колодка возвращается обратно. Но при приближении колодки к положению равновесия упругая сила пружины уменьшается, вал снова захватывает колодку и увлекает её за собой, дальше процесс повторяется (рис. 2).
С механическими Р. к. приходится встречаться в различных механизмах (например, тормозные колодки), в которых трение достаточно велико и вместе с тем величина трения падает (по крайней мере в некоторой области) при увеличении относительной скорости движения поверхностей, между которыми возникают силы трения.
Простейший пример электрических Р. к. — колебания, возникающие при определённых условиях в схеме с газоразрядной лампой (рис. 3), которая обладает свойством зажигаться при некотором напряжении U3 и гаснуть при более низком напряжении Um. В этой схеме периодически осуществляется зарядка конденсатора С от источника тока Е через сопротивление R до напряжения зажигания лампы, после чего лампа зажигается, и конденсатор быстро разряжается через лампу до напряжения гашения лампы. В этот момент лампа гаснет и процесс начинается вновь. В течение каждого периода этих Р. к. происходит два медленных изменения силы тока I при заряде и разряде конденсатора и два быстрых — скачкообразных — изменения тока /c, когда лампа зажигается и гаснет (рис. 4).
Упрощённое рассмотрение механизма возникновения Р. к. основано на пренебрежении параметрами системы, влияющими на характер быстрых движений. Методы нелинейной теории колебаний позволяют исследовать не только медленные, но и быстрые движения, не пренебрегая параметрами, от которых характер быстрых движений существенно зависит, и не прибегая к специальным постулатам о характере быстрых движений. В зависимости от свойств системы возможно большое разнообразие форм релаксационных автоколебаний от близких к гармоническим до скачкообразных и импульсных.
Электрические Р. к. широко применяются в измерительной технике, телеуправлении, автоматике и др. разделах электроники. Для создания Р. к. существуют разнообразные схемы генераторов релаксационных колебаний, например блокинг-генераторы, мультивибраторы, RC-генераторы и т. д.
Лит.: Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э., Теория колебаний, 2 изд., М., 1959, гл. IV, IX; Меерович Л. А., 3еличенко Л. Г., Импульсная техника, 2 изд., М., 1954, гл. XIV, XV; Капчинский И. М., Методы теории колебаний в радиотехнике, М. — Л., 1954.
Рис. 3. Электрическая релаксационная система.
Рис. 1. Механическая релаксационная система.
Рис. 2. График изменений угла j поворота колодки со временем t.
Рис. 4. График изменения силы тока I со временем t в контуре с газоразрядной лампой.
Релаксационные явления в полимерах
Релаксацио'нные явле'ния в полиме'рах, изменения физических свойств полимерных тел, обусловленные процессами установления статистического равновесия. Эти явления подобны релаксации в любых других телах, но из-за длинноцепочечного строения макромолекул в полимерах они протекают в широких временных диапазонах, что делает их легко доступными для наблюдения.
Р. я. в п. обусловлены перестройкой структуры, которая осуществляется тепловыми движениями цепей, движениями отдельных атомных групп в цепи, а также элементов надмолекулярной структуры. Исследование Р. я. в п. широко используется как важный физико-химический метод изучения структуры полимеров.
Лит.: Каргин В. А., Слонимский Г. Л., Краткие очерки по физико-химии полимеров, 2 изд., М., 1967: Переходы и релаксационные явления в полимерах, пер. с англ., М., 1968.
Релаксационный генератор
Релаксацио'нный генера'тор, релаксатор, генератор электрических негармонических колебаний, обычно обладающих широким спектром (см. Генерирование электрических колебаний). Основные элементы Р. г. — реактивный накопитель энергии (ёмкостный или индуктивный) и нелинейный элемент с вольтамперной характеристикой, имеющей падающий участок, благодаря чему такой элемент приобретает гистерезисные свойства (см. Гистерезис). Наличие этих свойств обусловливает чередование двух основных стадий работы Р. г. — стадии запасания в накопителе энергии от питающего источника постоянного тока (напряжения) и стадии релаксации, когда накопитель освобождается от значительной части энергии (она рассеивается в нелинейном элементе др. активных элементах Р. г., например резисторах). Соизмеримость максимально запасённой и теряемой накопителем энергии — характерная отличительная особенность Р. г. В качестве нелинейного элемента в Р. г. применяют газоразрядные приборы (тиратроны, неоновые лампы), электронные лампы, транзисторы, тиристоры, туннельные диоды и др. либо усилительный каскад (транзисторный, ламповый) с положительной обратной связью.
К числу наиболее распространённых Р. г. относятся мультивибраторы, блокинг-генераторы, генераторы пилообразного напряжения (в частности, фантастроны). Для Р. г. типичен автоколебательный режим работы, при котором период релаксационных колебаний определяется параметрами Р. г. Из-за невысокой стабильности частоты (а следовательно, и периода) колебаний Р. г. такие генераторы часто синхронизируют от внешнего источника стабильных колебаний. Используется также ждущий режим работы, при котором Р. г. включается в результате воздействия сигнала извне. Р. г. применяют в устройствах импульсной техники, в частности в телевизионной, радиолокационной и радиоизмерительной аппаратуре.
Лит.: Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э., Теория колебаний, 2 изд., М., 1959; Ицхоки Я. С., Овчинников Н. И., Импульсные и цифровые устройства, М., 1972.
Я. С. Ицхоки.
Релаксация магнитная
Релакса'ция магни'тная, один из этапов релаксации — процесс установления термодинамического равновесия в среде с участием системы спиновых магнитных моментов атомов и молекул среды. Т. к. взаимодействие между спинами (магнитными моментами спинов) во многих случаях значительно сильнее, чем др. взаимодействия, в которых участвуют спины (например, сильнее взаимодействия спинов с фононами кристалла), то часто равновесие в самой системе спинов наступает быстрее, чем в среде в целом (для остальных внутренних степеней свободы). Поэтому Р. м. идёт поэтапно, причём, как правило, последний (наиболее длительный) этап Р. м. соответствует установлению равновесия между спинами и др. степенями свободы, например между системой спинов и квантами колебаний кристаллической решётки твёрдого тела — фононами. Каждый этап Р. м. описывается своим временем релаксации (например, в кристаллах вводят времена спин-спиновой и спин-решёточной релаксации).
В средах, обладающих магнитной структурой (в ферро- и антиферромагнетиках), Р. м. происходит благодаря столкновению спиновых волн (магнонов) друг с другом, а также с фононами, с дислокациями, с атомами примесей и др. дефектами в кристаллах.
В твёрдых телах Р. м. существенно зависит от их структуры: характера кристаллической решётки (моно- или поликристалл), наличия примесей, дислокаций, доменной структуры (см. Домены) и т. п. Как правило, уменьшение числа дефектов в кристалле и понижение его температуры ведут к увеличению времени Р. м.
Р. м. ядерных спинов (магнитных моментов ядер) обладает своей спецификой, обусловленной особенно малым взаимодействием ядерных спинов с др. степенями свободы среды.
Р. м. проявляется в процессах намагничивания и перемагничивания (см. Магнитная вязкость), определяет ширину линий ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, ферро- и антиферромагнитного резонансов. Свойства ферро- и антиферромагнетиков в высокочастотных электромагнитных полях существенно зависят от Р. м. В ряде случаев Р. м. накладывает ограничения на условия применения в технике магнитных тонких плёнок, на быстродействие магнитных элементов запоминающих устройств ЭВМ и др. Времена Р. м. относятся к тем параметрам твёрдого тела, которые сравнительно легко изменяются технологической обработкой (легированием, закалкой и т.п.).
