Pod harmonijskim titranjem ili gibanjem smatra se gibanje kod kojeg je vremenska ovisnost
položaja tijela sinusoidalna, dakle matematički se opisuje s funkcijom
sin.
U tom smislu, nije mi poznato da se ikome pripisuje 'otkriće' harmonijskog
titranja ili općenito harmonijskog gibanja. Međutim, pretpostavljam da se
kvantitativna proučavanja takvog gibanja nisu mogla vršiti prije 'otkrića'
ciklometrijskih funkcija (funkcija
sin x,
cos x, ...), a s fizikalnog
stanovišta ne prije 'otkrića' Newtonove fizike (tj. Newtonovih zakona) i
Newton-Leibnitzovog diferencijalnog računa (derivacije i integrali).
Inače, harmonijsko titranje je karakteristično za gibanje pod utjecajem sile koja je
proporcionalna pomaku od položaja ravnoteže (i u smjeru prema tom položaju). Takav
sistem se još naziva u harmonički oscilator.
Općenitija klasa gibanja su tzv. periodička gibanja, gdje je položaj čestice dan s
periodičkom ovisnošću o vremenu, koja nije nužno sinusoidalna. Recimo, periodično skakanje
kuglice po podlozi (bez gubitka energije) nije moguće opisati samo pomoću funkcije
sin.
Takva gibanja se matematički mogu opisati pomoću zbroja beskonačno mnogo sinusoidalnih
funkcija različitih frekvencija, dakle pomoću beskonačno mnogo običnih harmoničkih oscilatora.
Grana matematike koja se bavi analiziranjem takvih općenitih periodičkih pojava naziva se
Fourierova (ili harmonijska) analiza, a njen otkrivač je J.B.J.Fourier (1768-1830).
U fizici se s takvim pojavama susrećemo vrlo često, npr. gibanje tijela na opruzi, male
oscilacije matematičkog i fizikalnog njihaja, kruženje tijela po kružnici, gibanje nabijene
čestice u magetskom polju (ciklotron !), ... Posebno se harmonijska analiza često koristi za
opisivanje svjetlosti, budući se pokazalo da se svaki foton može shvatiti kao 'mali'
harmonički oscilator ...
Odgovorio:
mr.sc.M.Basletić, PMF