Resonansi adalah fenomena fisik yang terjadi ketika gaya diterapkan pada sistem dengan frekuensi sama dengan atau sangat dekat dengan frekuensi dasar sistem itu. Resonansi menyebabkan peningkatan amplitudo osilasi lebih besar dari yang disebabkan oleh frekuensi lain.
Contoh sederhana yang dapat kita berikan adalah resonansi sistem mekanis. Untuk menempatkan keseimbangan diam untuk berosilasi, menarik bahwa kita menerapkan gaya padanya secara berkala setiap kali berada pada titik tertinggi. Dengan melakukan ini, sistem akan beralih ke berombang-ambingdi dalamamplitudosetiapberbeloklebih besar. Namun, jika gaya diterapkan dengan frekuensi yang berbeda, kita tidak akan memiliki efisiensi yang sama dalam memasok energi ke keseimbangan itu.
Jenis resonansi
Ada beberapa jenis resonansi: mekanika, nyaring,listrik,magnetik, optik. Lihat beberapa contoh:
Resonansi mekanis: penerapan gaya dalam keseimbangan osilasi, menyebabkannya berosilasi dengan amplitudo yang meningkat.
Resonansisuara: produksi dari harmonik oleh alat musik.
Resonansilistrik: sirkuit listrik yang digunakan di televisi, radio dan telepon seluler menggunakan kapasitor dan induktor yang dapat disetel untuk beresonansi dengan frekuensi gelombang radio. Dengan cara ini, dimungkinkan untuk menangkap dan meningkatkan amplitudo gelombang ini, mereproduksi informasi yang terkandung di dalamnya.
Resonansi magnetis: jenis resonansi ini muncul ketika medan magnet statis berintensitas tinggi diterapkan pada inti atom. Kemudian, medan magnet yang berosilasi menyebabkan medan magnet proton beresonansi, memancarkan radiasi yang mampu menghasilkan gambar tajam dari berbagai jenis jaringan.
Resonansioptik: muncul di rongga reflektif dan dapat digunakan untuk meningkatkan amplitudo cahaya, menghasilkan berkas cahaya intensitas tinggi, seperti laser.
resonansi magnetis
NS resonansimagnetis adalah fenomena fisik asal kuantum yang muncul karena properti yang ada dalam proton dan elektron yang disebut putaran. HAI putaran Ini adalah spesies Medan gaya intrinsik hadir dalam beberapa partikel. Ketika partikel-partikel ini terkena medan magnet luar yang kuat, mereka berputar berbaris dalam bentuk paralel atau di depan ke medan magnet eksternal, memancarkan dalam proses sejumlah kecil energi, yang dapat dideteksi oleh perangkat resonansi magnetik modern. Tes ini dapat digunakan untuk memberikan rincian struktur internal organ dan jaringan yang tidak dapat dilihat pada tes seperti CT scan atau x-ray.
Resonansi magnetik muncul dari sifat kuantum partikel yang disebut spin.
Resonansi suara atau akustik
NS resonansinyaring itu terjadi ketika sumber pemancar berhasil memancarkan gelombang pada frekuensi yang sangat dekat dengan frekuensi osilasi alami penerima. Frekuensi alami ini, juga dikenal sebagai frekuensi dasar, sesuai dengan jumlah osilasi per detik yang mampu menghasilkan harmonik, yaitu, frekuensi gelombang yang mampu secara konstruktif mengganggu dirinya sendiri, menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam amplitudonya.
Pada nilaimusikal adalah contoh dari harmonik. Setiap not musik sesuai dengan harmonik, dan setiap harmonik adalah kelipatan dari frekuensimendasar dari instrumen. Kami menyebut frekuensi dasar a lebih kecilfrekuensi mampu menghasilkan gelombang berdiri pada sebuah alat musik.
Ambil contoh resonansi pada senar gitar: jika kita mengontrol traksi yang diterapkan pada senar, melonggarkan atau menarik tunernya, dan panjangnya, menekannya di salah satu kotaknya, kita dapat memilih harmonik yang akan diproduksi. Produksi harmonik ini terjadi ketika kita meletakkan senar untuk berosilasi. Pada saat itu, dua gelombang merambat di sepanjang tali dengan arah yang berlawanan. Ketika dipantulkan oleh ujung tali, gelombang ini menjumlahkanmilikmuamplitudo (fenomena ini disebut gangguan). Getaran ini kemudian ditransmisikan ke udara, menghasilkan suara not musik.
NS frekuensimendasar senar gitar dapat dihitung menggunakan ekspresi matematika berikut:
F – frekuensi harmonik
tidak – bilangan harmonik
L - panjang tali
F – traksi diterapkan pada tali
μ – kerapatan linier tali
M - massa tali
Frekuensi yang dihasilkan oleh senar gitar ditentukan oleh kepadatanlinier (μ) dari string, oleh daya tarik yang diterapkan padanya (F) dan dengan panjang (L).
Lihat juga: Apa itu gema dan gema?
NS resonansi suara juga terjadi di instrumendi dalammeniup. Instrumen ini memiliki rongga resonansi yang disebut pipasuara. Ada dua jenis tabung suara: membuka dan tertutup. Sementara tabung suara tertutup memiliki salah satu ujungnya tertutup, tabung suara terbuka memiliki lubang di kedua sisinya.
Dalam tabung suara, gelombang suara mereka memantulkan dinding tabung dan beresonansi, menghasilkan harmonik. Perhitungan yang kami gunakan untuk menentukan frekuensi yang dipancarkan oleh tabung suara tergantung pada apakah tabung itu terbuka atau tertutup. Jam tangan:
F – frekuensi harmonik
v – kecepatan suara di udara
tidak – bilangan harmonik
L - panjang tabung
Lihatjuga: Belajar membuat alat musik tiup sendiri.
Dengan menggunakan persamaan yang ditunjukkan di atas, kita dapat dengan mudah menentukan panjang tabung suara tertutup mana yang menghasilkan harmonik. Untuk itu perlu digunakan alat percobaan seperti pada gambar berikut:
Peralatan ini terdiri dari reservoir air yang berkomunikasi dengan tabung suara melalui selang kecil. Dengan mengubah ketinggian reservoir, dimungkinkan untuk mengontrol panjang tabung. Kemudian cukup dekati a garpu tala bergetar dari tabung ini, mengubah ketinggian reservoir hingga peningkatan intensitas suara yang jelas terlihat. Dengan demikian, adalah mungkin untuk mengetahui panjang tabung mana yang menghasilkan resonansi dan, akibatnya, menghasilkan harmonik.
Lihatjuga: Ketahui perbedaan antara kenyaringan, timbre, dan nada.
Eksperimen terkenal lainnya adalah eksperimen yang melibatkan memecahkan gelas sambil menyanyikan not musik tertentu. Ini hanya mungkin jika kita bernyanyi tepat di frekuensimendasar atau dalam banyak frekuensi itu. Jika stimulus suara dipertahankan cukup lama, molekul-molekul dalam cangkir akan berosilasi dalam amplitudo yang semakin besar sampai cangkir pecah.
Agar dua cangkir identik beresonansi, kita hanya perlu menghasilkan getaran di salah satunya, yang akan ditransmisikan melalui udara ke cangkir tetangga.
Oleh Saya. Rafael Helerbrock