Resonanca je fizični pojav, ki se pojavi, ko na sistem deluje sila frekvenco enaka ali zelo blizu osnovni frekvenci tega sistema. Resonanca povzroči a povečanje amplitude nihanje večje od tistega, ki ga povzročajo druge frekvence.
Preprost primer, ki ga lahko navedemo, je resonanca mehanskih sistemov. Da ravnotežje miruje, da niha, je zanimivo, da nanj uporabimo silo občasno kadarkoli je na najvišji točki. S tem se bo sistem preklopil na nihativamplitudevsakobratvečji. Če pa se sila uporablja z drugačno frekvenco, ne bomo imeli enake učinkovitosti pri dovajanju energije temu ravnovesju.
Resonančne vrste
Obstaja več vrst resonance: mehanika, zvočno,električni,magnetni, optični. Oglejte si nekaj primerov:
Mehanska resonanca: uporaba sil v oscilatornem ravnovesju, zaradi česar niha z naraščajočimi amplitudami.
Resonancazvok: proizvodnja harmonike z glasbenimi inštrumenti.
Resonancaelektrični: električni tokokrogi, ki se uporabljajo v televizorjih, radiih in mobilnih telefonih, uporabljajo kondenzatorje in induktorje, ki jih je mogoče nastaviti tako, da resonirajo s frekvencami radijskih valov. Na ta način je mogoče zajeti in povečati amplitudo teh valov ter reproducirati informacije, ki jih vsebujejo.
Magnetna resonanca: ta vrsta resonance nastane, ko se na atomska jedra nanese statično, visoko intenzivno magnetno polje. Nato nihajoče magnetno polje povzroči, da magnetna polja protonov odmevajo in oddajajo sevanje, ki lahko ustvari ostre slike različnih vrst tkiva.
Resonancaoptika: se pojavi v odsevnih votlinah in se lahko uporablja za povečanje amplitude svetlobe, s čimer proizvaja visoko intenzivne svetlobne žarke, kot je npr. laser.
Ne nehaj zdaj... Po reklami je še več ;)
magnetna resonanca
THE resonancamagnetno je fizični pojav kvantnega izvora, ki nastane zaradi lastnosti protonov in elektronov, imenovane vrtenje. O vrtenje Gre za vrsto magnetno polje intrinzično prisotno v več delcih. Ko so ti delci izpostavljeni intenzivnemu zunanjemu magnetnemu polju, se njihova vrti postaviti v obliko vzporedno oz nasprotno zunanjemu magnetnemu polju, ki pri tem oddaja majhno količino energije, ki jo lahko zaznajo sodobne naprave za magnetno resonanco. Ti testi se lahko uporabljajo za zagotavljanje podrobnosti o notranji strukturi organov in tkiv, ki jih ni mogoče videti pri testih, kot sta CT ali rentgen.
Magnetna resonanca izhaja iz kvantne lastnosti delcev, imenovane spin.
Zvočna ali akustična resonanca
THE resonancazvočno to se zgodi, ko oddajnemu viru uspe oddajati valove s frekvencami, ki so zelo blizu frekvence naravnega nihanja sprejemnika. Ta naravna frekvenca, znana tudi kot osnovna frekvenca, ustreza številu nihanj na sekundo, ki jih lahko povzroči harmonike, to je valovne frekvence, ki so sposobne konstruktivno posegati vase, kar povzroči znatno povečanje njihove amplitude.
Pri ocenemuzikali so primeri harmonike. Vsaka glasbena nota ustreza harmoniki in vsaka harmonika je večkratnik frekvencotemeljno instrumenta. Osnovno frekvenco imenujemo a manjšifrekvenco sposobni proizvajati stoječih valov na glasbilu.
Vzemimo za primer resonanco v kitarskih strunah: če nadzorujemo vleko na struni, popuščanje oz. povlečemo njegove uglaševalce in njegovo dolžino, pritisnemo na enega od njegovih kvadratov, lahko izberemo harmonik, ki bo proizvedeno. Produkcija teh harmonikov se zgodi, ko damo struno v nihanje. V tem trenutku se vzdolž vrvi v nasprotni smeri širita dva vala. Ko se ti valovi odbijejo od koncev vrvi seštejtvojamplitude (ta pojav se imenuje motnje). Ta vibracija se nato prenese v zrak in ustvari zvok glasbenih not.
THE frekvencotemeljno kitarske strune se lahko izračuna z naslednjim matematičnim izrazom:
f – harmonska frekvenca
št – harmonično število
L – dolžina vrvi
F – oprijem na vrvi
μ – linearna gostota strune
m – vrvna masa
Frekvence, ki jih proizvajajo kitarske strune, določa gostotalinearno (μ) niza z vleko ki se nanese nanj (F) in s svojim dolžina (L).
Glej tudi: Kaj je odmev in odmev?
THE resonanca zvok se zgodi tudi v instrumentivudarec. Ti instrumenti imajo resonančno votlino, imenovano cevzvok. Obstajata dve vrsti zvočnih cevi: odprto in zaprto. Medtem ko imajo zaprte zvočne cevi zaprt en konec, imajo odprte zvočne cevi odprtino na obeh straneh.
V zvočnih ceveh, zvočni valovi odbijajo se od sten cevi in resonirajo ter proizvajajo harmonike. Izračun, ki ga uporabljamo za določitev frekvence, ki jo oddaja zvočna cev, je odvisen od tega, ali je ta cev odprta ali zaprta. Oglejte si:
f – harmonska frekvenca
v – hitrost zvoka v zraku
št – harmonično število
L - dolžina cevi
Poglejtudi: Naučite se sestaviti svoj lasten pihal.
Z uporabo zgornjih enačb lahko zlahka ugotovimo, katere dolžine zaprte zvočne cevi proizvajajo harmonike. Za to je potrebno uporabiti eksperimentalno napravo, kot je na naslednji sliki:
Ta aparat je sestavljen iz rezervoarja za vodo, ki komunicira z zvočno cevjo preko majhne cevi. S spreminjanjem višine rezervoarja je mogoče nadzorovati dolžino cevi. Nato le pristopite k a uglaste vilice vibrira iz te cevi, spreminja višino rezervoarja, dokler ne opazimo jasnega povečanja jakosti zvoka. Tako bo mogoče vedeti, katere dolžine cevi povzročijo resonanco in posledično proizvodnjo harmonikov.
Poglejtudi: Spoznajte razlike med glasnostjo, tembrom in višino.
Drug dobro znan eksperiment vključuje razbijanje kozarca ob petju določenih glasbenih not. To je mogoče le, če pojemo natančno v frekvencotemeljno ali v a večkraten to frekvenco. Če se zvočni dražljaj vzdržuje dovolj dolgo, bodo molekule, prisotne v skodelici, nihale v vedno večjih amplitudah, dokler se skodelica ne zlomi.
Da bi dve enaki skodelici odmevali, moramo samo v eni od njih proizvesti vibracijo, ki se bo po zraku prenesla na sosednjo skodelico.
Jaz Rafael Helerbrock
Ali se želite sklicevati na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:
HELERBROCK, Rafael. "Resonanca"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ressonancia.htm. Dostop 27. julija 2021.
