Resonanssi on fysikaalinen ilmiö, joka tapahtuu, kun järjestelmään kohdistetaan voima taajuus sama tai hyvin lähellä kyseisen järjestelmän perustaajuutta. Resonanssi aiheuttaa a amplitudin nousu värähtely on suurempi kuin muiden taajuuksien aiheuttama värähtely.
Yksinkertainen esimerkki, jonka voimme antaa, on mekaanisten järjestelmien resonanssi. Tasapainon saattamiseksi levähtämään värähtelemään on mielenkiintoista, että kohdistamme siihen voimaa määräajoin aina kun se on korkeimmillaan. Kun teet tämän, järjestelmä vaihtuu värähteleesisäänamplituditjokainenvuorosuurempi. Kuitenkin, jos voimaa käytetään eri taajuudella, meillä ei ole samaa tehokkuutta energian toimittamisessa tähän tasapainoon.
Resonanssityypit
Resonanssityyppejä on useita: mekaniikka, äänekäs,sähköinen,magneettinen, optinen. Katso joitain esimerkkejä:
Mekaaninen resonanssi: voimien soveltaminen värähtelevässä tasapainossa, mikä saa sen värähtelemään kasvavilla amplitudeilla.
Resonanssiääni: tuottama harmonisia soittimilla.
Resonanssisähköinen: televisioissa, radioissa ja matkapuhelimissa käytetyt sähköpiirit käyttävät kondensaattoreita ja induktoreja, jotka voidaan virittää resonoimaan radioaaltojen taajuuksien kanssa. Tällä tavalla on mahdollista vangita ja lisätä näiden aaltojen amplitudia toistaen niiden sisältämää tietoa.
Magneettinen resonanssi: Tämän tyyppinen resonanssi syntyy, kun staattinen, voimakas magneettikenttä kohdistetaan atomiytimiin. Sitten värähtelevä magneettikenttä saa protonien magneettikentät resonoimaan, lähettäen säteilyä, joka pystyy tuottamaan teräviä kuvia erityyppisistä kudoksista.
Resonanssioptiikka: ilmestyy heijastaviin onteloihin ja sitä voidaan käyttää lisäämään valon amplitudia tuottaen korkean intensiteetin valonsäteitä, kuten laser.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on muutakin ;)
magneettinen resonanssi
THE resonanssimagneettinen on kvanttialkuperäinen fysikaalinen ilmiö, joka syntyy protoneissa ja elektroneissa olevasta ominaisuudesta ns. pyöritä. O pyöritä Se on laji magneettikenttä luontaisesti läsnä useissa hiukkasissa. Kun nämä hiukkaset altistuvat voimakkaalle ulkoiselle magneettikentälle, niiden pyörii riviin muotoon rinnakkain tai vastapäätä ulkoiseen magneettikenttään lähettäen prosessissa pienen määrän energiaa, joka voidaan havaita nykyaikaisilla magneettiresonanssilaitteilla. Näitä testejä voidaan käyttää antamaan tietoja elinten ja kudosten sisäisestä rakenteesta, jota ei voida nähdä testeissä, kuten CT-skannauksessa tai röntgenkuvassa.
Magneettinen resonanssi syntyy hiukkasten kvanttiominaisuudesta, jota kutsutaan spiniksi.
Ääni tai akustinen resonanssi
THE resonanssiäänekäs se tapahtuu, kun lähettävä lähde onnistuu lähettämään aaltoja taajuuksilla, jotka ovat hyvin lähellä vastaanottimen luonnollista värähtelytaajuutta. Tämä luonnollinen taajuus, joka tunnetaan myös nimellä perustaajuus, vastaa värähtelyjen määrää sekunnissa, joka pystyy tuottamaan harmonisia, toisin sanoen aaltotaajuuksia, jotka pystyvät rakentavasti häiritsemään itseään, mikä saa aikaan merkittävän lisäyksen amplitudissaan.
klo arvosanatmusikaalit ovat esimerkkejä harmonisia. Jokainen nuotti vastaa harmonista, ja jokainen harmoninen on harmonisen monikerta taajuusperustavanlaatuinen soittimesta. Kutsumme perustaajuutta a pienempitaajuus pystyy tuottamaan seisovat aallot musiikki-instrumentilla.
Otetaan esimerkiksi kitaran kielten resonanssi: jos ohjaamme kieleen kohdistuvaa vetoa, löystymistä tai vetämällä sen virittimiä ja sen pituutta, painamalla sitä johonkin sen neliöistä, voimme valita harmonisen, joka tulee tuotettu. Näiden harmonisten muodostuminen tapahtuu, kun laitamme kielen värähtelemään. Sillä hetkellä kaksi aaltoa etenee köyttä pitkin vastakkaisiin suuntiin. Nämä aallot heijastuvat köyden päistä laskea yhteensinunamplitudit (tämä ilmiö on ns häiriötä). Tämä värähtely välittyy sitten ilmaan tuottaen nuottien äänen.
THE taajuusperustavanlaatuinen kitaran kielen määrä voidaan laskea käyttämällä seuraavaa matemaattista lauseketta:
f – harmoninen taajuus
ei – harmoninen luku
L – köyden pituus
F – köyteen kohdistuva veto
μ – merkkijonon lineaarinen tiheys
m - köysimassa
Kitaran kielten tuottamat taajuudet määräytyvät tiheyslineaarinen (μ) merkkijonosta veto joka on kiinnitetty siihen (F) ja sen avulla pituus (L).
Katso myös: Mikä on kaiku ja kaiku?
THE resonanssi myös ääni kuuluu sisään soittimiasisäänisku. Näissä instrumenteissa on resonanssiontelo, jota kutsutaan nimellä putkiääni. Ääniputkia on kahdenlaisia: avata ja suljettu. Kun suljetuissa ääniputkissa on toinen pää kiinni, avoimissa ääniputkissa on aukko molemmilla puolilla.
Ääniputkissa, ääniaallot ne heijastavat putken seinistä ja resonoivat tuottaen harmonisia. Laskelma, jota käytämme ääniputken lähettämän taajuuden määrittämiseen, riippuu siitä, onko putki auki vai kiinni. Katsella:
f – harmoninen taajuus
v – äänen nopeus ilmassa
ei – harmoninen luku
L - putken pituus
Katsomyös: Opi rakentamaan oma puhallinsoitin.
Yllä esitettyjen yhtälöiden avulla voimme helposti määrittää, mitkä suljetun ääniputken pituudet tuottavat harmonisia. Tätä varten on tarpeen käyttää seuraavan kuvan kaltaista koelaitteistoa:
Tämä laite koostuu vesisäiliöstä, joka on yhteydessä ääniputkeen pienen letkun kautta. Säiliön korkeutta muuttamalla on mahdollista säätää putken pituutta. Lähesty sitten vain a äänirauta värähtelee tästä putkesta ja muuttaa säiliön korkeutta, kunnes havaitaan selkeä äänenvoimakkuuden nousu. Siten on mahdollista tietää, mitkä putken pituudet johtavat resonanssiin ja siten harmonisten muodostumiseen.
Katsomyös: Tiedä erot äänenvoimakkuuden, sointiäänen ja äänenkorkeuden välillä.
Toinen hyvin tunnettu kokeilu on sellainen, jossa lasin rikkominen laulaa tiettyjä nuotteja. Tämä on mahdollista vain, kun laulamme täsmälleen taajuusperustavanlaatuinen tai a useita tuo taajuus. Jos ääniärsyke jatkuu riittävän pitkään, kupissa olevat molekyylit värähtelevät yhä suuremmissa amplitudeissa, kunnes kuppi rikkoutuu.
Jotta kaksi identtistä kuppia resonoisivat, meidän on vain saatava aikaan värähtely yhdessä niistä, joka välittyy ilman välityksellä viereiseen kuppiin.
Kirjailija: Minä Rafael Helerbrock
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
HELERBROCK, Rafael. "Resonanssi"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ressonancia.htm. Käytetty 27.7.2021.
