Resonans er et fysisk fænomen, der opstår, når en kraft påføres et system med frekvens lig med eller meget tæt på grundfrekvensen af dette system. Resonansen forårsager en stigning i amplitude oscillation større end den, der forårsages af andre frekvenser.
Et simpelt eksempel, vi kan give, er resonansen af mekaniske systemer. For at sætte en balance i ro til at svinge, er det interessant, at vi anvender en kraft på den periodisk når den er på sit højeste punkt. Ved at gøre dette vil systemet skifte til svingeiamplituderhverturstørre. Men hvis kraften påføres med en anden frekvens, vil vi ikke have samme effektivitet til at levere energi til den balance.
Resonanstyper
Der er flere typer resonans: mekanik, klangfuld,elektrisk,magnetisk, optisk. Tjek nogle eksempler:
Mekanisk resonans: anvendelse af kræfter i en oscillerende balance, hvilket får den til at oscillere med stigende amplituder.
Resonanslyd: produktion af harmoniske med musikinstrumenter.
Resonanselektrisk: elektriske kredsløb, der bruges i fjernsyn, radioer og mobiltelefoner, bruger kondensatorer og induktorer, der kan indstilles til at resonere med radiobølgernes frekvenser. På denne måde er det muligt at fange og øge amplituden af disse bølger og gengive informationen i dem.
Magnetisk resonans: denne type resonans opstår, når et statisk magnetfelt med høj intensitet påføres atomkerner. Derefter får et oscillerende magnetfelt protonernes magnetiske felter til at resonere og udsende stråling, der er i stand til at producere skarpe billeder af forskellige typer væv.
Resonansoptik: optræder i reflekterende hulrum og kan bruges til at øge lysets amplitude og producere højintensive lysstråler, som f.eks. laser.
magnetisk resonans
DET resonansmagnetisk er et fysisk fænomen af kvanteoprindelse, der opstår på grund af en egenskab til stede i protoner og elektroner kaldet spin. O spin Det er en art af magnetfelt iboende til stede i flere partikler. Når disse partikler udsættes for et intenst eksternt magnetfelt, vil deres spins stille op i form parallel eller modsat til det eksterne magnetfelt og udsender i processen en lille mængde energi, som kan detekteres af moderne magnetiske resonansenheder. Disse tests kan bruges til at give detaljer om den indre struktur af organer og væv, som ikke kan ses på tests såsom en CT-scanning eller røntgen.
Magnetisk resonans opstår fra en kvanteegenskab af partikler kaldet spin.
Lyd eller akustisk resonans
DET resonansklangfuldt det sker, når en emitterende kilde formår at udsende bølger ved frekvenser meget tæt på en modtagers naturlige oscillationsfrekvens. Denne naturlige frekvens, også kendt som grundfrekvens, svarer til antallet af svingninger pr. sekund, der er i stand til at producere harmoniskedet vil sige bølgefrekvenser, der er i stand til konstruktivt at interferere med sig selv, hvilket frembringer en signifikant stigning i deres amplitude.
På karakterermusicals er eksempler på harmoniske. Hver musiktone svarer til en harmonisk, og hver harmonisk er et multiplum af frekvensgrundlæggende af instrumentet. Vi kalder grundfrekvensen for a mindrefrekvens i stand til at producere stående bølger på et musikinstrument.
Tag for eksempel resonansen i guitarstrenge: hvis vi kontrollerer trækkraften på strengen, løsner eller ved at trække dens tunere og dens længde, trykke den i en af dens firkanter, kan vi vælge den harmoniske, der vil være produceret. Fremstillingen af disse harmoniske sker, når vi sætter strengen til at svinge. I det øjeblik forplanter to bølger sig langs rebet i modsatte retninger. Når de reflekteres af enderne af rebet, vil disse bølger lægge sammendinamplituder (dette fænomen kaldes interferens). Denne vibration overføres derefter til luften og producerer lyden af musikalske noder.
DET frekvensgrundlæggende af en guitarstreng kan beregnes ved hjælp af følgende matematiske udtryk:
f – harmonisk frekvens
ingen – harmonisk tal
L – længde af reb
F – træk på rebet
μ – lineær tæthed af strengen
m – rebmasse
Frekvenserne produceret af guitarstrengene bestemmes af massefyldelineær (μ) af strengen ved trækkraft som påføres på den (F) og ved dens længde (L).
Se også: Hvad er ekko og rumklang?
DET resonans lyd sker også i instrumenteriblæse. Disse instrumenter har et resonanshulrum kaldet rørlyd. Der er to typer lydrør: åben og lukket. Mens lukkede lydrør har en af deres ender lukket, har åbne lydrør en åbning på begge sider.
I lydrørene, den lydbølger de reflekteres fra rørets vægge og resonerer og producerer harmoniske. Beregningen, vi bruger til at bestemme frekvensen, der udsendes af et lydrør, afhænger af, om dette rør er åbent eller lukket. Holde øje:
f – harmonisk frekvens
v – lydens hastighed i luften
ingen – harmonisk tal
L – rørlængde
Seogså: Lær at bygge dit eget blæseinstrument.
Ved hjælp af ligningerne vist ovenfor kan vi nemt bestemme, hvilke længder af et lukket lydrør, der producerer harmoniske. Til det er det nødvendigt at bruge et eksperimentelt apparat som det i følgende figur:
Dette apparat består af et vandreservoir, der kommunikerer med lydrøret gennem en lille slange. Ved at ændre højden af reservoiret er det muligt at styre længden af røret. Så nærmer du dig bare a stemmegaffel vibrerer fra dette rør, og ændrer højden af reservoiret, indtil der bemærkes en tydelig stigning i lydintensiteten. Det vil således være muligt at vide, hvilke rørlængder der resulterer i resonans og dermed produktion af harmoniske.
Seogså: Kend forskellene mellem lydstyrke, klang og tonehøjde.
Et andet velkendt eksperiment går ud på at knuse et glas, mens man synger visse musiktoner. Dette er kun muligt, når vi synger præcis i frekvensgrundlæggende eller i en mange den frekvens. Hvis lydstimulus opretholdes længe nok, vil molekylerne i koppen svinge i stadig større amplituder, indtil koppen går i stykker.
For at to identiske kopper skal give genlyd, skal vi blot producere en vibration i den ene af dem, som vil blive transmitteret med luft til nabokoppen.
Af mig Rafael Helerbrock