Rezonans jest zjawiskiem fizycznym, które występuje, gdy siła jest przyłożona do układu z częstotliwość równa lub bardzo bliska częstotliwości podstawowej tego systemu. Rezonans powoduje wzrost amplitudy oscylacja większa niż spowodowana innymi częstotliwościami.
Prostym przykładem, jaki możemy podać, jest rezonans układów mechanicznych. Aby utrzymać równowagę w stanie oscylowania, interesujące jest, że przykładamy do niej siłę cyklicznie zawsze, gdy jest w najwyższym punkcie. W ten sposób system przełączy się na oscylowaćwamplitudykażdyzakrętwiększy. Jeśli jednak siła zostanie przyłożona z inną częstotliwością, nie będziemy mieli takiej samej skuteczności w dostarczaniu energii do tego bilansu.
Rodzaje rezonansów
Istnieje kilka rodzajów rezonansu: mechanika, dźwięczny,elektryczny,magnetyczny, optyczny. Sprawdź kilka przykładów:
Rezonans mechaniczny: zastosowanie sił w równowadze oscylacyjnej, powodując jej oscylacje ze wzrastającymi amplitudami.
Rezonansdźwięk: produkcja harmonia przez instrumenty muzyczne.
Rezonanselektryczny: obwody elektryczne stosowane w telewizorach, radiach i telefonach komórkowych wykorzystują kondensatory i cewki indukcyjne, które można dostroić do rezonansu z częstotliwościami fal radiowych. W ten sposób można wychwycić i zwiększyć amplitudę tych fal, odtwarzając informacje w nich zawarte.
Rezonans magnetyczny: ten rodzaj rezonansu powstaje, gdy do jąder atomowych przykładane jest statyczne pole magnetyczne o dużej intensywności. Następnie oscylujące pole magnetyczne powoduje rezonans pól magnetycznych protonów, emitując promieniowanie zdolne do wytwarzania ostrych obrazów różnych typów tkanek.
Rezonansoptyka: pojawia się w odblaskowych wnękach i może być używany do zwiększania amplitudy światła, wytwarzając wiązki światła o dużej intensywności, takie jak laser.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
rezonans magnetyczny
TEN rezonansmagnetyczny jest fizycznym zjawiskiem pochodzenia kwantowego, które powstaje dzięki właściwości występującej w protonach i elektronach zwanej kręcić się. O kręcić się Jest to gatunek pole magnetyczne samoistny obecny w kilku cząsteczkach. Gdy cząstki te zostaną wystawione na intensywne zewnętrzne pole magnetyczne, ich kręci się ustawić się w szyku równoległy lub przeciwieństwo do zewnętrznego pola magnetycznego, emitując w procesie niewielką ilość energii, którą można wykryć za pomocą nowoczesnych urządzeń do rezonansu magnetycznego. Testy te można wykorzystać do uzyskania szczegółowych informacji o wewnętrznej strukturze narządów i tkanek, których nie można zobaczyć w badaniach, takich jak tomografia komputerowa lub prześwietlenie rentgenowskie.
Rezonans magnetyczny powstaje w wyniku kwantowej właściwości cząstek zwanej spinem.
Rezonans dźwiękowy lub akustyczny
TEN rezonansdźwięczny dzieje się tak, gdy źródło emitujące zdoła emitować fale o częstotliwościach bardzo zbliżonych do naturalnej częstotliwości drgań odbiornika. Ta częstotliwość własna, znana również jako częstotliwość podstawowa, odpowiada liczbie drgań na sekundę, które mogą wytworzyć harmonia, to znaczy częstotliwości fal, które mogą konstruktywnie interferować ze sobą, powodując znaczny wzrost ich amplitudy.
Na klasmusicale są przykładami harmonia. Każda nuta odpowiada harmonicznej, a każda harmoniczna jest wielokrotnością częstotliwośćfundamentalny instrumentu. Częstotliwość podstawową nazywamy a mniejszyczęstotliwość w stanie wyprodukować stojące fale na instrumencie muzycznym.
Weźmy na przykład rezonans w strunach gitarowych: jeśli kontrolujemy przyczepność struny, rozluźnienie lub ciągnąc jego tunery i jego długość, wciskając go w jeden z jego kwadratów, możemy wybrać harmoniczną, która będzie wytworzony. Powstawanie tych harmonicznych ma miejsce, gdy wprowadzamy strunę w drgania. W tym momencie po linie rozchodzą się dwie fale w przeciwnych kierunkach. Odbite przez końce liny, fale te sumowaćTwójamplitudy (zjawisko to nazywa się ingerencja). Ta wibracja jest następnie przenoszona w powietrze, wytwarzając dźwięk nut muzycznych.
TEN częstotliwośćfundamentalny struny gitarowej można obliczyć za pomocą następującego wyrażenia matematycznego:
F – częstotliwość harmoniczna
nie – liczba harmoniczna
L – długość liny
F – trakcja zastosowana na linie
μ – gęstość liniowa struny
m – masa linowa
Częstotliwości wytwarzane przez struny gitary są określane przez gęstośćliniowy (μ) ciągu, przez trakcja który jest stosowany na nim (F) i przez jego długość (L).
Zobacz też: Co to jest echo i pogłos?
TEN rezonans dźwięk dzieje się również w instrumentywcios. Instrumenty te mają wnękę rezonansową zwaną ruradźwięk. Istnieją dwa rodzaje lamp dźwiękowych: otwarty oraz Zamknięte. Podczas gdy zamknięte tuby dźwiękowe mają jeden koniec zamknięty, otwarte tuby dźwiękowe mają otwór po obu stronach.
W tubach dźwiękowych fale dźwiękowe odbijają się od ścianek rur i rezonują, wytwarzając harmoniczne. Obliczenia, których używamy do określenia częstotliwości emitowanej przez tubę dźwiękową, zależą od tego, czy tuba jest otwarta czy zamknięta. Zegarek:
F – częstotliwość harmoniczna
v – prędkość dźwięku w powietrzu
nie – liczba harmoniczna
L – długość tuby
Wyglądaćtakże: Naucz się budować własny instrument dęty.
Korzystając z przedstawionych powyżej równań, możemy łatwo określić, które długości zamkniętej tuby dźwiękowej wytwarzają harmoniczne. W tym celu konieczne jest użycie aparatu doświadczalnego, takiego jak na poniższym rysunku:
To urządzenie składa się ze zbiornika na wodę, który komunikuje się z tubą dźwiękową za pomocą małego węża. Zmieniając wysokość zbiornika można kontrolować długość rurki. Następnie po prostu podejdź do kamerton wibrując z tej rurki, zmieniając wysokość zbiornika, aż do zauważenia wyraźnego wzrostu natężenia dźwięku. W ten sposób będzie można wiedzieć, które długości lamp powodują rezonans, a w konsekwencji produkcję harmonicznych.
Wyglądaćtakże: Poznaj różnice między głośnością, barwą i wysokością dźwięku.
Innym znanym eksperymentem jest ten, który polega na rozbiciu szklanki podczas śpiewania pewnych nut. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy śpiewamy dokładnie w częstotliwośćfundamentalny lub w wiele tę częstotliwość. Jeśli bodziec dźwiękowy utrzymuje się wystarczająco długo, cząsteczki w kubku będą oscylować z coraz większymi amplitudami, aż do pęknięcia kubka.
Aby dwie identyczne czasze weszły w rezonans, wystarczy wytworzyć w jednej z nich wibrację, która zostanie przekazana drogą powietrzną do sąsiedniej czaszki.
Przeze mnie Rafael Helerbrock
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Wyglądać:
HELERBROCK, Rafael. "Rezonans"; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ressonancia.htm. Dostęp 27 lipca 2021 r.
