Απήχηση είναι ένα φυσικό φαινόμενο που συμβαίνει όταν ασκείται δύναμη σε ένα σύστημα με συχνότητα ίση ή πολύ κοντά στη θεμελιώδη συχνότητα αυτού του συστήματος. Ο συντονισμός προκαλεί α αύξηση του πλάτους ταλάντωση μεγαλύτερη από αυτή που προκαλείται από άλλες συχνότητες.
Ένα απλό παράδειγμα που μπορούμε να δώσουμε είναι ο συντονισμός των μηχανικών συστημάτων. Για να βάλουμε μια ισορροπία σε ηρεμία για να ταλαντωθεί, είναι ενδιαφέρον να ασκούμε μια δύναμη πάνω της Περιοδικά όποτε βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο του. Με αυτόν τον τρόπο, το σύστημα θα μεταβεί σε ταλαντεύωσεπλάτηκαθεστροφήμεγαλύτερος. Ωστόσο, εάν η δύναμη ασκηθεί με διαφορετική συχνότητα, δεν θα έχουμε την ίδια απόδοση στην παροχή ενέργειας σε αυτή την ισορροπία.
Τύποι συντονισμού
Υπάρχουν διάφοροι τύποι συντονισμού: Μηχανική, ηχηρός,ηλεκτρικός,μαγνητικό, οπτικό. Δείτε μερικά παραδείγματα:
Μηχανικός συντονισμός: εφαρμογή δυνάμεων σε μια ταλαντωτική ισορροπία, με αποτέλεσμα να ταλαντώνεται με αυξανόμενα πλάτη.
Απήχησηήχος: παραγωγή του αρμονικές από μουσικά όργανα.
Απήχησηηλεκτρικός: Τα ηλεκτρικά κυκλώματα που χρησιμοποιούνται σε τηλεοράσεις, ραδιόφωνα και κινητά τηλέφωνα χρησιμοποιούν πυκνωτές και επαγωγείς που μπορούν να συντονιστούν ώστε να συντονίζονται με τις συχνότητες των ραδιοκυμάτων. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατή η σύλληψη και η αύξηση του πλάτους αυτών των κυμάτων, αναπαράγοντας τις πληροφορίες που περιέχονται σε αυτά.
Μαγνητική τομογραφία: Αυτός ο τύπος συντονισμού προκύπτει όταν ένα στατικό, υψηλής έντασης μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται στους ατομικούς πυρήνες. Στη συνέχεια, ένα ταλαντούμενο μαγνητικό πεδίο αναγκάζει τα μαγνητικά πεδία των πρωτονίων να συντονιστούν, εκπέμποντας ακτινοβολία ικανή να παράγει ευκρινείς εικόνες διαφορετικών τύπων ιστού.
Απήχησηοπτική: εμφανίζεται σε ανακλαστικές κοιλότητες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αυξήσει το πλάτος του φωτός, παράγοντας δέσμες φωτός υψηλής έντασης, όπως η λέιζερ.
Μη σταματάς τώρα… Υπάρχουν και άλλα μετά τη διαφήμιση ;)
μαγνητική τομογραφία
Ο απήχησημαγνητικός είναι ένα φυσικό φαινόμενο κβαντικής προέλευσης που προκύπτει λόγω μιας ιδιότητας που υπάρχει στα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια που ονομάζεται γνέθω. Ο γνέθω Είναι ένα είδος του μαγνητικό πεδίο εγγενής παρούσα σε πολλά σωματίδια. Όταν αυτά τα σωματίδια εκτίθενται σε έντονο εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, τους περιστροφές παρατάσσονται σε σχήμα παράλληλο ή απεναντι απο στο εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, εκπέμποντας κατά τη διαδικασία μια μικρή ποσότητα ενέργειας, η οποία μπορεί να ανιχνευθεί από σύγχρονες συσκευές μαγνητικού συντονισμού. Αυτές οι δοκιμές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παροχή λεπτομερειών της εσωτερικής δομής των οργάνων και των ιστών που δεν μπορούν να φανούν σε εξετάσεις όπως η αξονική τομογραφία ή η ακτινογραφία.
Ο μαγνητικός συντονισμός προκύπτει από μια κβαντική ιδιότητα των σωματιδίων που ονομάζεται σπιν.
Ήχος ή ακουστικός συντονισμός
Ο απήχησηηχηρός Συμβαίνει όταν μια πηγή εκπομπής καταφέρνει να εκπέμπει κύματα σε συχνότητες πολύ κοντά στη φυσική συχνότητα ταλάντωσης ενός δέκτη. Αυτή η φυσική συχνότητα, γνωστή και ως θεμελιώδης συχνότητα, αντιστοιχεί στον αριθμό των ταλαντώσεων ανά δευτερόλεπτο που μπορούν να παράγουν αρμονικές, δηλαδή, συχνότητες κυμάτων ικανές να παρεμβαίνουν εποικοδομητικά στον εαυτό τους, προκαλώντας σημαντική αύξηση στο πλάτος τους.
Στο βαθμοίμιούζικαλ είναι παραδείγματα του αρμονικές. Κάθε μουσική νότα αντιστοιχεί σε μια αρμονική και κάθε αρμονική είναι πολλαπλάσιο του συχνότηταθεμελιώδης του οργάνου. Ονομάζουμε τη θεμελιώδη συχνότητα α μικρότεροςσυχνότητα σε θέση να παράγει στάσιμα κύματα σε ένα μουσικό όργανο.
Πάρτε για παράδειγμα τον συντονισμό στις χορδές κιθάρας: εάν ελέγξουμε την πρόσφυση που εφαρμόζεται στη χορδή, χαλάρωση ή τραβώντας τους δέκτες και το μήκος του, πιέζοντάς το σε ένα από τα τετράγωνά του, μπορούμε να επιλέξουμε την αρμονική που θα είναι που παράγονται. Η παραγωγή αυτών των αρμονικών συμβαίνει όταν βάζουμε τη χορδή να ταλαντώνεται. Εκείνη τη στιγμή, δύο κύματα διαδίδονται κατά μήκος του σχοινιού σε αντίθετες κατευθύνσεις. Όταν αντανακλώνται από τα άκρα του σχοινιού, αυτά τα κύματα προσθέτωτα δικα σουπλάτη (αυτό το φαινόμενο ονομάζεται παρέμβαση). Αυτή η δόνηση στη συνέχεια μεταδίδεται στον αέρα, παράγοντας τον ήχο των μουσικών νότων.
Ο συχνότηταθεμελιώδης μιας χορδής κιθάρας μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη μαθηματική έκφραση:
φά – αρμονική συχνότητα
όχι – αρμονικός αριθμός
μεγάλο – μήκος σχοινιού
φά – έλξη που εφαρμόζεται στο σχοινί
μ – γραμμική πυκνότητα χορδής
Μ – μάζα σχοινιού
Οι συχνότητες που παράγονται από τις χορδές της κιθάρας καθορίζονται από το πυκνότηταγραμμικός (μ) της χορδής, από το έλξη που εφαρμόζεται σε αυτό (F) και από αυτό μήκος (ΜΕΓΑΛΟ).
Δείτε επίσης: Τι είναι η ηχώ και η αντήχηση;
Ο απήχηση ακούγεται επίσης ο ήχος όργανασεπλήγμα. Αυτά τα όργανα έχουν μια κοιλότητα συντονισμού που ονομάζεται σωλήναςήχος. Υπάρχουν δύο τύποι σωλήνων ήχου: Άνοιξε και κλειστό. Ενώ οι κλειστοί σωλήνες ήχου έχουν ένα από τα άκρα τους κλειστό, οι ανοιχτοί σωλήνες ήχου έχουν ένα άνοιγμα και στις δύο πλευρές.
Στους ηχητικούς σωλήνες, το ηχητικά κύματα αντανακλούν τα τοιχώματα του σωλήνα και αντηχούν, παράγοντας αρμονικές. Ο υπολογισμός που χρησιμοποιούμε για να προσδιορίσουμε τη συχνότητα που εκπέμπεται από έναν ηχητικό σωλήνα εξαρτάται από το αν αυτός ο σωλήνας είναι ανοιχτός ή κλειστός. Παρακολουθώ:
φά – αρμονική συχνότητα
v – ταχύτητα ήχου στον αέρα
όχι – αρμονικός αριθμός
μεγάλο – μήκος σωλήνα
Κοίταεπίσης: Μάθετε να φτιάχνετε το δικό σας πνευστό.
Χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις που φαίνονται παραπάνω, μπορούμε εύκολα να προσδιορίσουμε ποια μήκη ενός κλειστού ηχητικού σωλήνα παράγουν αρμονικές. Για αυτό, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε μια πειραματική συσκευή όπως αυτή στο παρακάτω σχήμα:
Αυτή η συσκευή αποτελείται από μια δεξαμενή νερού που επικοινωνεί με τον ηχητικό σωλήνα μέσω ενός μικρού σωλήνα. Αλλάζοντας το ύψος της δεξαμενής, είναι δυνατός ο έλεγχος του μήκους του σωλήνα. Στη συνέχεια, απλώς πλησιάστε α διαπασών δονείται από αυτόν τον σωλήνα, αλλάζοντας το ύψος της δεξαμενής μέχρι να παρατηρηθεί μια σαφής αύξηση στην ένταση του ήχου. Έτσι, θα είναι δυνατό να γνωρίζουμε ποια μήκη σωλήνων οδηγούν σε συντονισμό και, κατά συνέπεια, στην παραγωγή αρμονικών.
Κοίταεπίσης: Γνωρίστε τις διαφορές μεταξύ της έντασης, του τόνου και του τόνου.
Ένα άλλο πολύ γνωστό πείραμα είναι αυτό που περιλαμβάνει το σπάσιμο ενός ποτηριού ενώ τραγουδάτε ορισμένες μουσικές νότες. Αυτό είναι δυνατό μόνο όταν τραγουδάμε ακριβώς στο συχνότηταθεμελιώδης ή σε ένα πολλαπλούς αυτή η συχνότητα. Εάν το ηχητικό ερέθισμα διατηρηθεί αρκετά, τα μόρια στο κύπελλο θα ταλαντωθούν σε όλο και μεγαλύτερα πλάτη μέχρι να σπάσει το κύπελλο.
Για να αντηχούν δύο πανομοιότυπα κύπελλα, χρειάζεται απλώς να παράγουμε μια δόνηση σε ένα από αυτά, η οποία θα μεταδοθεί από τον αέρα στο γειτονικό κύπελλο.
Από εμένα Rafael Helerbrock
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε ένα σχολικό ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
ΧΕΛΕΡΜΠΡΟΚ, Ραφαέλ. "Απήχηση"; Σχολή Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ressonancia.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουλίου 2021.
