Rezonancia egy fizikai jelenség, amely akkor következik be, amikor egy rendszerre erőt fejtenek ki frekvencia egyenlő vagy nagyon közel van az adott rendszer alapfrekvenciájához. A rezonancia okozza a az amplitúdó növekedése az oszcilláció nagyobb, mint a többi frekvencia okozta.
Egyszerű példaként említhetjük a mechanikai rendszerek rezonanciáját. Az egyensúly nyugalmi állapotba hozása érdekében érdekes, hogy erőt fejtünk ki rá időszakosan valahányszor a legmagasabb pontján van. Ezzel a rendszer a következőre vált oszcillálban benamplitúdókminden egyesfordulatnagyobb. Ha azonban az erőt eltérő frekvenciával alkalmazzuk, akkor nem lesz ugyanolyan hatékonyságú az adott egyensúly energiaellátása.
Rezonancia típusok
A rezonancia többféle típusa létezik: mechanika, zengzetes,elektromos,mágneses, optikai. Nézz meg néhány példát:
Mechanikai rezonancia: erők alkalmazása oszcillációs egyensúlyban, ami növekvő amplitúdójú oszcillációt okoz.
Rezonanciahang: termelése harmonikusok hangszerekkel.
Rezonancia
elektromos: a televíziókban, rádiókban és mobiltelefonokban használt elektromos áramkörök kondenzátorokat és induktorokat használnak, amelyek úgy hangolhatók, hogy rezonáljanak a rádióhullámok frekvenciájával. Ily módon lehetőség nyílik ezeknek a hullámoknak a rögzítésére és amplitúdójának növelésére, a bennük lévő információk reprodukálására.Mágneses rezonancia: ez a fajta rezonancia akkor keletkezik, amikor statikus, nagy intenzitású mágneses mezőt alkalmaznak az atommagokra. Ezután egy oszcilláló mágneses mező hatására a protonok mágneses mezői rezonálnak, és olyan sugárzást bocsátanak ki, amely képes éles képeket készíteni a különböző típusú szövetekről.
Rezonanciaoptika: fényvisszaverő üregekben jelenik meg, és a fény amplitúdójának növelésére használható, nagy intenzitású fénysugarat hozva létre, mint pl. lézer.
mágneses rezonancia
AZ rezonanciamágneses kvantum eredetű fizikai jelenség, amely a protonokban és elektronokban jelen lévő tulajdonság miatt jön létre, ún. spin. O spin Ez egy faja mágneses mező több részecskében is jelen van. Ha ezek a részecskék intenzív külső mágneses térnek vannak kitéve, azok forog formába sorakozni párhuzamos vagy szemben a külső mágneses térre, kis mennyiségű energiát bocsátva ki a folyamat során, amelyet a modern mágneses rezonancia készülékek érzékelnek. Ezek a tesztek felhasználhatók olyan részletek megadására a szervek és szövetek belső szerkezetéről, amelyek nem láthatók olyan teszteken, mint például a CT-vizsgálat vagy a röntgen.
A mágneses rezonancia a részecskék spinnek nevezett kvantumtulajdonságából adódik.
Hang vagy akusztikus rezonancia
AZ rezonanciazengzetes ez akkor történik, amikor egy kibocsátó forrásnak sikerül olyan hullámokat kibocsátania, amelyek nagyon közel állnak a vevő természetes rezgési frekvenciájához. Ez a természetes frekvencia, más néven alapfrekvencia, a másodpercenkénti rezgések számának felel meg, amelyek képesek előidézni harmonikusok, azaz olyan hullámfrekvenciák, amelyek képesek konstruktívan interferálni önmagukba, jelentős amplitúdó-növekedést okozva.
Nál nél évfolyamokmusicalek példák harmonikusok. Minden hangjegy egy harmonikusnak felel meg, és minden harmonikus a többszöröse frekvenciaalapvető a hangszerről. Az alapfrekvenciát a-nak nevezzük kisebbfrekvencia képes előállítani állóhullámok hangszeren.
Vegyük például a rezonanciát a gitárhúrokban: ha szabályozzuk a húron kifejtett vonóerőt, lazítás ill. a hangolóit és a hosszát meghúzva, az egyik négyzetébe nyomva kiválaszthatjuk a felharmonikust előállított. Ezek a harmonikusok akkor keletkeznek, amikor a húrt rezgésbe tesszük. Ebben a pillanatban két hullám terjed ellentétes irányban a kötél mentén. Amikor a kötél végei visszaverődnek, ezek a hullámok összeadnia tiamplitúdók (ezt a jelenséget ún interferencia). Ez a rezgés azután a levegőbe kerül, hangjegyek hangját keltve.
AZ frekvenciaalapvető egy gitárhúr értéke a következő matematikai kifejezéssel számítható ki:
f – harmonikus frekvencia
nem – harmonikus szám
L – kötélhossz
F – a kötélen alkalmazott vonóerő
μ – a húr lineáris sűrűsége
m – kötélmassza
A gitárhúrok által keltett frekvenciákat a sűrűséglineáris (μ) a karakterlánc, a vontatás amelyet alkalmaznak rá (F) és az által hossz (L).
Lásd még: Mi az a visszhang és visszhang?
AZ rezonancia hang is megszólal benne hangszerekban benütés. Ezeknek a műszereknek van egy rezonáns ürege, az úgynevezett pipahang. Kétféle hangcső létezik: nyisd ki és zárva. Míg a zárt hangcsövek egyik vége zárva van, addig a nyitott hangcsövek mindkét oldalán nyílás van.
A hangcsövekben a hang hullámok visszaverődnek a csőfalakról és rezonálnak, harmonikusokat hozva létre. A hangcső által kibocsátott frekvencia meghatározásához használt számítás attól függ, hogy a cső nyitott vagy zárt. Néz:
f – harmonikus frekvencia
v – a hang sebessége a levegőben
nem – harmonikus szám
L - cső hossza
Nézis: Tanulj meg saját fúvós hangszert építeni.
A fent bemutatott egyenletek segítségével könnyen meghatározhatjuk, hogy egy zárt hangcső mely hosszai hoznak létre harmonikusokat. Ehhez az alábbi ábrán láthatóhoz hasonló kísérleti berendezést kell használni:
Ez a készülék egy víztartályból áll, amely egy kis tömlőn keresztül kommunikál a hangcsővel. A tartály magasságának változtatásával lehetőség van a cső hosszának szabályozására. Majd csak közelítsd meg a hangvilla vibrál ebből a csőből, változtatja a tartály magasságát, amíg a hangintenzitás egyértelmű növekedését nem észleli. Így megtudható, hogy mely csőhosszak eredményeznek rezonanciát, és ennek következtében felharmonikusok keletkezését.
Nézis: Ismerje meg a hangerő, a hangszín és a hangmagasság közötti különbségeket.
Egy másik jól ismert kísérlet az, hogy bizonyos hangjegyek éneklése közben eltörik az üveget. Ez csak akkor lehetséges, ha pontosan énekelünk a frekvenciaalapvető vagy a többszörös azt a frekvenciát. Ha a hangingert elég sokáig fenntartjuk, a csészében lévő molekulák egyre nagyobb amplitúdókkal oszcillálnak, amíg a csésze el nem törik.
Ahhoz, hogy két egyforma csésze rezonáljon, csak az egyikben vibrációt kell keltenünk, ami levegőn keresztül továbbítódik a szomszédos csészébe.
Én. Rafael Helerbrock
