Резонанс

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Резонанс във физиката (от френски résonance) е явление при което амплитудата на принудените трептения рязко се увеличава когато честотата на трептене на външния източник стане близка до естествената честота на трептене на предмета.

Съдържание

[редактиране] Видове Резонанс

[редактиране] Механичен резонанс

Елементарен пример за механичен резонанс е люлката. Ако човек се опитва да поддържа честота близка до резонансната честота на люлката, последната ще отива все по-високо (увеличена амплитуда). Люлката може да се разглежда като обикновено махало и тогавa резонансната честота с доста голяма точност може да се опише с формулата:

f = {1 \over 2 \pi} \sqrt {g \over L}

Където L е дължината, а g е гравитационното ускорение.

Резонансната честота е много важно понятие, особено при строежа на мостове. През 1905 година рухва Египетския мост в Санкт Петербург, а през 1940 моста Такома Нероу бридж в САЩ. В основата на механичния резонанс стои преобразуването на кинетичната енергия в потенциална и обратно.

[редактиране] Магнитен Резонанс

Магнитен резонанс се получава при избирателното поглъщане от дадено вещество на електромагнитна вълна с точно определена честота. Магнитният резонанс се използва в медицината за правене на снимки на меките тъкани.

[редактиране] Електронен парамaгнитен резонанс

Представлява избирателно поглъщане на радиовълни от парамагнитно вещество. Намира приложение при изследване структурата на твърди тела, в квантови усилватели, в химията и други.

[редактиране] Ядрен квадруполен резонанс

Представлява ибирателно поглъщане на електромагнитни вълни от кристали. Обуславя се от квантови преходи между енергетични състояния с различна ориентация на електрическия квадруполен момент на атомното ядро.

[редактиране] Ядрен магнитен резонанс

Избирателно поглъщане на електромагнитни вълни от дадено вещество. Обуславя се от квантови преходи на атомни ядра между енергетични състояния с различна ориентация на спина на ядрото.

[редактиране] Акустичен резонанс

първите три акустични хармоники
първите три акустични хармоники

Много струнни инструменти, като например китарата, имат основна резонансна честота зависеща от дължината и натягането на струната. Дължината на вълната на първия резонанс е равна на удвоената дължина на струната.

f = {v \over 2L},

където L — дължината на струната, неподвижно прикрепена в двата края. Скоростта на разпространение на вълната се дава с:

v = \sqrt {T \over \rho}

където T е напрежението (натягането) на струната.

Честотата на главния резонанс се изразява с:

f = {\sqrt {T \over \rho} \over 2 L} = {\sqrt {T \over m / L} \over 2 L} = {\sqrt {T \over 4mL}},

където T — силата на натягането, ρ — плътността, а mмасата на струната.

Увеличението на T и намаляването на L увеличава резонансната честота. Освен основната честота f, съществуват и втора, трета, четвърта хармоника - 2f, 3f, 4f и така нататък.

[редактиране] Външни препратки