Rezonancija je fizikalni fenomen koji se javlja kada se sila primjenjuje na sustav sa frekvencija jednaka ili vrlo bliska osnovnoj frekvenciji tog sustava. Rezonancija uzrokuje a povećanje amplitude oscilacije veće od one uzrokovane drugim frekvencijama.
Jednostavan primjer koji možemo dati je rezonancija mehaničkih sustava. Kako bismo ravnotežu mirovali da oscilira, zanimljivo je da na nju primjenjujemo silu povremeno kad god je na najvišoj točki. Time će se sustav prebaciti na osciliratiuamplitudesvakiskretanjeveći. Međutim, ako se sila primjenjuje različitom frekvencijom, nećemo imati istu učinkovitost u opskrbi energijom toj ravnoteži.
Rezonancijski tipovi
Postoji nekoliko vrsta rezonancije: mehanika, zvučan,električni,magnetski, optički. Pogledajte neke primjere:
Mehanička rezonancija: primjena sila u oscilatornoj ravnoteži, uzrokujući njeno osciliranje s povećanjem amplituda.
Rezonancijazvuk: proizvodnja od harmonike pomoću glazbenih instrumenata.
Rezonancijaelektrični: električni krugovi koji se koriste u televizorima, radijima i mobitelima koriste kondenzatore i induktore koji se mogu podesiti da rezoniraju s frekvencijama radio valova. Na taj način moguće je uhvatiti i povećati amplitudu tih valova, reproducirajući informacije sadržane u njima.
Magnetska rezonanca: ova vrsta rezonancije nastaje kada se na atomske jezgre primjenjuje statičko magnetsko polje visokog intenziteta. Zatim, oscilirajuće magnetsko polje uzrokuje rezoniranje magnetskih polja protona, emitirajući zračenje sposobno za stvaranje oštrih slika različitih vrsta tkiva.
Rezonancijaoptika: pojavljuje se u reflektirajućim šupljinama i može se koristiti za povećanje amplitude svjetlosti, stvarajući svjetlosne zrake visokog intenziteta, kao što su laser.
magnetska rezonanca
THE rezonancijamagnetski je fizikalni fenomen kvantnog porijekla koji nastaje zbog svojstva prisutnog u protonima i elektronima tzv. vrtjeti. O vrtjeti To je vrsta magnetsko polje intrinzično prisutan u nekoliko čestica. Kada su te čestice izložene intenzivnom vanjskom magnetskom polju, njihova vrti poredati u formu paralelno ili suprotan na vanjsko magnetsko polje, emitirajući pritom malu količinu energije, što se može detektirati suvremenim uređajima za magnetsku rezonanciju. Ovi se testovi mogu koristiti za pružanje detalja o unutarnjoj strukturi organa i tkiva koji se ne mogu vidjeti na testovima kao što su CT ili rendgenski snimak.
Magnetska rezonancija proizlazi iz kvantnog svojstva čestica koje se naziva spin.
Zvučna ili akustična rezonancija
THE rezonancijazvučan to se događa kada izvor emitiranja uspije emitirati valove na frekvencijama vrlo bliskim prirodnoj frekvenciji titranja prijemnika. Ova prirodna frekvencija, također poznata kao osnovna frekvencija, odgovara broju oscilacija u sekundi koje mogu proizvesti harmonike, odnosno frekvencije valova sposobne konstruktivno interferirati same sa sobom, proizvodeći značajno povećanje njihove amplitude.
Na ocjenemjuzikli su primjeri harmonike. Svaka glazbena nota odgovara harmoniku, a svaki je harmonik višekratnik frekvencijatemeljna instrumenta. Temeljnu frekvenciju nazivamo a manjifrekvencija u stanju proizvesti stajaćim valovima na glazbenom instrumentu.
Uzmimo za primjer rezonanciju u žicama gitare: ako kontroliramo vuču na žici, olabavljenje ili povlačenjem njegovih tunera i duljine, pritiskom na jedan od njegovih kvadrata, možemo odabrati harmonik koji će biti proizvedeno. Proizvodnja tih harmonika događa se kada žicu stavimo da oscilira. U tom se trenutku dva vala šire duž užeta u suprotnim smjerovima. Kada se reflektiraju od krajeva užeta, ti valovi zbrojititvojamplitude (ovaj fenomen se zove smetnje). Ta se vibracija zatim prenosi u zrak, stvarajući zvuk glazbenih nota.
THE frekvencijatemeljna žice gitare može se izračunati pomoću sljedećeg matematičkog izraza:
f – harmonijska frekvencija
Ne – harmonijski broj
L – duljina užeta
F – vuča koja se primjenjuje na užetu
μ – linearna gustoća strune
m – masa užeta
Frekvencije koje proizvode žice gitare određene su gustoćalinearni (μ) niza, prema vuča koji se na njega primjenjuje (F) i po njegovom duljina (L).
Vidi i: Što je eho i reverb?
THE rezonancija zvuk se također događa u instrumentiuudarac. Ovi instrumenti imaju rezonantnu šupljinu tzv cijevzvuk. Postoje dvije vrste zvučnih cijevi: otvorena i zatvoreno. Dok zatvorene zvučne cijevi imaju jedan od svojih krajeva zatvoren, otvorene zvučne cijevi imaju otvor s obje strane.
U zvučnim cijevima, zvučni valovi odbijaju se od stijenki cijevi i rezoniraju stvarajući harmonike. Izračun koji koristimo za određivanje frekvencije koju emitira zvučna cijev ovisi o tome je li ta cijev otvorena ili zatvorena. Gledati:
f – harmonijska frekvencija
v – brzina zvuka u zraku
Ne – harmonijski broj
L – duljina cijevi
Izgledtakođer: Naučite napraviti vlastiti puhački instrument.
Koristeći gore prikazane jednadžbe, možemo lako odrediti koje duljine zatvorene zvučne cijevi proizvode harmonike. Za to je potrebno koristiti eksperimentalni aparat kao na sljedećoj slici:
Ovaj aparat se sastoji od rezervoara za vodu koji komunicira sa zvučnom cijevi kroz malo crijevo. Promjenom visine rezervoara moguće je kontrolirati duljinu cijevi. Tada samo priđite a viljuška za podešavanje vibrirajući iz ove cijevi, mijenjajući visinu rezervoara dok se ne primijeti jasno povećanje intenziteta zvuka. Tako će biti moguće znati koje duljine cijevi rezultiraju rezonancijom i, posljedično, proizvodnjom harmonika.
Izgledtakođer: Znajte razlike između glasnoće, boje i visine tona.
Još jedan dobro poznati eksperiment je onaj koji uključuje razbijanje čaše dok pjevate određene glazbene note. To je moguće samo kada pjevamo točno u frekvencijatemeljna ili u a višestruko tu frekvenciju. Ako se zvučni podražaj održava dovoljno dugo, molekule u čaši osciliraju u sve većim amplitudama dok se čašica ne razbije.
Da bi dvije identične šalice rezonirale, samo trebamo proizvesti vibraciju u jednoj od njih, koja će se zrakom prenijeti na susjednu čašu.
Od mene Rafael Helerbrock
