В природе и технике широко распространены колебания, называемые гармоническими. Гармоническими являются колебания, которые происходят под действием силы, пропорциональной смещению колеблющейся точки и направленной противоположно этому смещению. Мы знаем, что под действием такой силы происходят колебания пружинного маятника , поэтому при определенных условиях они могут служить примером гармонических колебаний (в частности, при условии, что на них не оказывает заметное влияния сила трения). На рисунке 60 показан график синусоиды. Через точки, соответствующие положению равновесия маятника, проведена ось времени t, а перпендикулярно ей —ось смещения х. Мы видим, что наибольшие отклонения груза от положения равновесия в обе стороны одинаковы по модулю и равны А. Это амплитуда колебаний. Маятник начал движение из крайней точки с координатой х = А. За время, равное периоду Т, маятник совершил полное колебание, т. е., миновав положение равновесия, дошел до противоположной крайней точки с координатой х= -А, на мгновение задержался в ней, изменив направление скорости на противоположное, затем пошел в обратном направлении и, вторично пройдя через положение равновесия, вернулся в то же самое место, откуда начал движение. Затем начинается следующее колебание и т. д. График дает возможность приблизительно определить координату груза в любой момент времени. Если график зависимости координаты от времени какого - нибудь тела представляет собой синусоиду (косинусоиду), т. е. если координата меняется со временем по закону синуса (косинуса), то в этом случае говорят, что и координата, и само тело совершают гармонические колебания. Периодические изменения во времени физической величины происходящие по закону синуса или косинуса, называются гармоническими колебаниями. Гармонические колебания занимают среди всех разнообразных форм колебаний важное место, оно определяется двумя обстоятельствами. Во-первых, в природе и в технике очень часто встречаются колебательные процессы, по форме близкие к Гармоническим колебаниям. Во-вторых, очень широкий класс систем, свойства которых можно считать неизменными (например, электрические цепи, у которых индуктивность, ёмкость и сопротивление не зависят от напряжения и силы тока в цепи), по отношению к Гармоническим колебаниям ведут себя особым образом: при воздействии на них Гармонических колебаний совершаемые ими вынужденные колебания имеют также форму Гармонических колебаний. В большинстве случаев Гармонические колебания единственный тип колебаний, форма которых не искажается при воспроизведении; это и определяет особое значение Гармонических колебаний, а также возможность представления негармонических колебаний в виде гармонического спектра колебаний.