Auzim adesea cuvântul rezonanță: „rezonanță publică”, „eveniment care a provocat rezonanță”, „frecvență de rezonanță”. Fraze destul de familiare și obișnuite. Dar poți spune exact ce este rezonanța?
Dacă răspunsul a sărit peste tine, suntem cu adevărat mândri de tine! Ei bine, dacă subiectul „rezonanța în fizică” ridică întrebări, atunci vă sfătuim să citiți articolul nostru, unde vom vorbi în detaliu, clar și pe scurt despre un astfel de fenomen precum rezonanța.
Înainte de a vorbi despre rezonanță, trebuie să înțelegeți ce sunt oscilațiile și frecvența lor.
Oscilații și frecvență
Oscilațiile sunt un proces de modificare a stărilor unui sistem, repetat în timp și care are loc în jurul unui punct de echilibru.
Cel mai simplu exemplu de oscilație este mersul pe un leagăn. Îl prezentăm cu un motiv; acest exemplu ne va fi util pentru a înțelege esența fenomenului de rezonanță în viitor.
Rezonanța poate apărea numai acolo unde există vibrații. Și nu contează ce fel de vibrații sunt - fluctuații de tensiune electrică, vibrații sonore sau pur și simplu vibrații mecanice.
În figura de mai jos descriem ce fluctuații pot fi.
Apropo! Pentru cititorii noștri există acum o reducere de 10% la orice tip de lucrare
Oscilațiile sunt caracterizate prin amplitudine și frecvență. Pentru leagănele deja menționate mai sus, amplitudinea oscilației este înălțimea maximă la care zboară leagănul. De asemenea, putem balansa leagănul încet sau rapid. În funcție de aceasta, frecvența de oscilație se va modifica.
Frecvența de oscilație (măsurată în Herți) este numărul de oscilații pe unitatea de timp. 1 Hertz este o oscilatie pe secunda.
Când balansăm un leagăn, legănând periodic sistemul cu o anumită forță (în acest caz, leagănul este un sistem oscilator), acesta efectuează oscilații forțate. O creștere a amplitudinii oscilațiilor se poate realiza dacă acest sistem este influențat într-un anumit mod.
Împingând leagănul la un moment dat și cu o anumită periodicitate, îl puteți balansa destul de puternic, folosind foarte puțin efort.Aceasta va fi o rezonanță: frecvența influențelor noastre coincide cu frecvența oscilațiilor leagănului și amplitudinea leagănului. oscilatiile cresc.
Esența fenomenului de rezonanță
Rezonanța în fizică este un răspuns selectiv în frecvență al unui sistem oscilator la o influență externă periodică, care se manifestă printr-o creștere bruscă a amplitudinii oscilațiilor staționare atunci când frecvența influenței externe coincide cu anumite valori caracteristice unui sistem dat. .
Sunt cazuri cunoscute când podul de-a lungul căruia defilau soldații a rezonat cu pasul de marș, s-a legănat și s-a prăbușit. Apropo, de aceea acum, când trec podul, soldații ar trebui să meargă în ritm liber și nu în pas.Esența fenomenului de rezonanță în fizică este că amplitudinea oscilațiilor crește brusc atunci când frecvența de influență asupra sistemului coincide cu frecvența naturală a sistemului.
Exemple de rezonanță
Fenomenul de rezonanță este observat într-o varietate de procese fizice. De exemplu, rezonanța sunetului. Să luăm o chitară. Sunetul corzilor chitarei în sine va fi liniștit și aproape inaudibil. Cu toate acestea, există un motiv pentru care corzile sunt instalate deasupra corpului - rezonatorul. Odată intrat în corp, sunetul de la vibrațiile coardei se intensifică, iar cel care ține chitara poate simți cum începe să se „agite” ușor și să vibreze de la loviturile pe corzi. Cu alte cuvinte, rezonează.
Un alt exemplu de observare a rezonanței pe care îl întâlnim sunt cercurile pe apă. Dacă arunci două pietre în apă, valurile care trec de la ele se vor întâlni și vor crește.
Acțiunea unui cuptor cu microunde se bazează și pe rezonanță. În acest caz, rezonanța are loc în moleculele de apă care absorb radiația cu microunde (2.450 GHz). Drept urmare, moleculele rezonează, vibrează mai puternic, iar temperatura alimentelor crește.
Rezonanța poate fi atât benefică, cât și dăunătoare. Iar citirea articolului, precum și ajutorul serviciului nostru pentru studenți în situații educaționale dificile, nu vă vor aduce decât beneficii. Dacă, în timpul finalizării cursului, trebuie să înțelegeți fizica rezonanței magnetice, puteți contacta în siguranță compania noastră pentru ajutor rapid și calificat.
În cele din urmă, vă sugerăm să vizionați un videoclip pe tema „rezonanță” și să vă asigurați că știința poate fi incitantă și interesantă. Serviciul nostru vă va ajuta cu orice lucru: de la un eseu despre „Internetul și criminalitatea cibernetică” până la un curs despre fizica oscilațiilor sau un eseu despre literatură.
Din cursul de studii la școală și institut, mulți au învățat definiția rezonanței ca fenomen de creștere treptată sau bruscă a amplitudinii vibrațiilor unui anumit corp atunci când i se aplică o forță externă cu o anumită frecvență. Cu toate acestea, puțini pot răspunde la întrebarea ce este rezonanța cu exemple practice.
Definirea fizică și legarea de obiecte
Rezonanța, prin definiție, poate fi înțeleasă ca Un proces destul de simplu:
- există un corp care este în repaus sau oscilează cu o anumită frecvență și amplitudine;
- ea este acţionată de o forţă externă cu frecvenţă proprie;
- în cazul în care frecvența influenței externe coincide cu frecvența naturală a corpului în cauză, are loc o creștere treptată sau bruscă a amplitudinii oscilațiilor.
Cu toate acestea, în practică, fenomenul este considerat ca un sistem mult mai complex. În special, corpul poate fi reprezentat nu ca un singur obiect, ci ca o structură complexă. Rezonanța apare atunci când frecvența forței externe coincide cu așa-numita frecvență oscilativă efectivă totală a sistemului.
Rezonanța, dacă o considerăm din punctul de vedere al definiției fizice, trebuie să conducă cu siguranță la distrugerea obiectului. Cu toate acestea, în practică există un concept al factorului de calitate al unui sistem oscilator. În funcție de valoarea sa, rezonanță poate duce la diverse efecte:
- cu un factor de calitate scăzut, sistemul nu este capabil să rețină în mare măsură oscilațiile venite din exterior. Prin urmare, are loc o creștere treptată a amplitudinii vibrațiilor naturale până la un nivel în care rezistența materialelor sau a conexiunilor nu duce la o stare stabilă;
- factorul de înaltă calitate, apropiat de unitate, este cel mai periculos mediu în care rezonanța duce adesea la consecințe ireversibile. Acestea pot include atât distrugerea mecanică a obiectelor, cât și eliberarea de cantități mari de căldură la niveluri care pot duce la incendiu.
De asemenea, rezonanța apare nu numai sub acțiunea unei forțe externe de natură oscilativă. Gradul și natura răspunsului sistemului este, în mare măsură, responsabile de consecințele forțelor dirijate extern. Prin urmare, rezonanța poate apărea într-o varietate de cazuri.
Un exemplu de manual
Mulți oameni au râs de acest exemplu, considerând că fenomenul este posibil doar teoretic. Dar progresele tehnologice au dovedit teoria.
Există un video real online cu comportamentul unui pod pietonal din New York, care s-a legănat constant violent și aproape că s-a prăbușit. Autorul creației, care cu mecanică proprie confirmă teoria când rezonanța ia naștere din mișcarea oamenilor, chiar haotică, este un arhitect francez, autor al podului suspendat Viaductul Millau, structură cu cele mai înalte coloane de susținere.
Inginerul a trebuit să cheltuiască mult timp și bani reduce factorul de calitate al sistemului pasarela la un nivel acceptabil si asigurati-va ca nu exista vibratii semnificative. Un exemplu de lucru la acest proiect este o ilustrare a modului în care efectele rezonanței pot fi reduse în sistemele cu Q scăzut.
Exemple care sunt repetate de mulți
Un alt exemplu, care este inclus chiar în glume, este spargerea vaselor prin vibrații sonore, de la exersarea viorii și chiar de la cânt. Spre deosebire de o companie de soldați, acest exemplu a fost observat în mod repetat și chiar testat special. Într-adevăr, rezonanța care apare atunci când frecvențele coincid duce la despicarea farfurii, paharelor, ceștilor și a altor ustensile.
Acesta este un exemplu de dezvoltare a procesului în condițiile unui sistem de înaltă calitate. Materialele din care sunt realizate vasele sunt medii suficient de elastice, în care oscilațiile se propagă cu atenuare scăzută. Factorul de calitate al unor astfel de sisteme este foarte mare și, deși banda de coincidență de frecvență este destul de îngustă, rezonanța duce la o creștere puternică a amplitudinii, în urma căreia materialul este distrus.
Exemplu de forță constantă
Un alt exemplu în care s-a manifestat efectul distructiv a fost prăbușirea Podului Suspendat Tacoma. Acest caz și videoclipul balansării sub formă de undă a structurii sunt chiar recomandate pentru vizionarea la departamentele de fizică universitare, ca exemplu cel mai manual al unui astfel de fenomen de rezonanță.
Distrugerea unui pod suspendat de către vânt este o ilustrare a modului în care o forță relativ constantă provoacă rezonanță . Se întâmplă următoarele:
- o rafală de vânt deviază o parte a structurii - o forță externă contribuie la apariția vibrațiilor;
- când structura se mișcă în sens invers, rezistența aerului nu este suficientă pentru a amortiza vibrația sau pentru a reduce amplitudinea acesteia;
- datorită elasticității sistemului, începe o nouă mișcare, care întărește vântul, care continuă să sufle într-o direcție.
Acesta este un exemplu de comportament al unui obiect complex, în care rezonanța se dezvoltă pe un fundal de factor de înaltă calitate și elasticitate semnificativă, sub influența unei forțe constante într-o direcție. Din păcate, Podul Tacoma nu este singurul exemplu de prăbușire structurală. Cazuri au fost și sunt observate în toată lumea, inclusiv în Rusia.
Rezonanța poate fi folosită și în condiții controlate, bine definite. Printre numeroasele exemple, se pot aminti cu ușurință antene radio, chiar și cele dezvoltate de amatori. Aici se aplică principiul rezonanței la absorbția energiei unde electromagnetice. Fiecare sistem este dezvoltat pentru o bandă de frecvență separată în care este cel mai eficient.
Instalațiile RMN utilizează un alt tip de fenomen - absorbția diferită a vibrațiilor de către celulele și structurile corpului uman. Procesul de rezonanță magnetică nucleară folosește radiații de diferite frecvențe. Rezonanța care apare în țesuturi duce la recunoașterea ușoară a structurilor specifice. Schimbând frecvența, puteți explora anumite zone și puteți rezolva diverse probleme.
rezonanţă
Dicţionar de termeni medicali
Dicționar explicativ al marii limbi ruse vie, Dal Vladimir
rezonanţă
m. francez sunet, zumzet, paradis, ecou, plecare, zumzet, întoarcere, voce; sonoritatea vocii, după locație, după dimensiunea încăperii; sonoritatea, sonoritatea unui instrument muzical, conform designului acestuia.
În pian, pian, gusli: punte, punte, vechi. raft, scândură de-a lungul căreia sunt întinse șiruri.
Dicționar explicativ al limbii ruse. D.N. Uşakov
rezonanţă
rezonanță, plural nu, m. (din latină resonans - dând Eco).
Sunetul de răspuns al unuia dintre cele două corpuri acordate la unison (fizic).
Capacitatea de a crește puterea și durata sunetului, caracteristică camerelor, a căror suprafață interioară poate reflecta undele sonore. Există o rezonanță bună în sala de concerte. Există o rezonanță slabă în cameră.
Excitarea vibrației unui corp cauzată de vibrațiile altui corp de aceeași frecvență și transmise de un mediu elastic situat între ele (mecanic).
Relația dintre autoinducție și capacitate într-un circuit de curent alternativ care provoacă oscilații electromagnetice maxime de o anumită frecvență (fizică, radio).
Dicționar explicativ al limbii ruse. S.I.Ozhegov, N.Yu.Shvedova.
rezonanţă
Excitarea vibrațiilor unui corp prin vibrațiile altuia de aceeași frecvență, precum și sunetul de răspuns al unuia dintre cele două corpuri acordate la unison (special).
Capacitatea de a amplifica sunetul, caracteristică rezonatoarelor sau încăperilor ai căror pereți reflectă bine undele sonore. R. viori.
adj. rezonant, -th, -oe (la 1 și 2 valori). Molid de rezonanță (pentru realizarea instrumentelor muzicale; special).
Noul dicționar explicativ al limbii ruse, T. F. Efremova.
rezonanţă
Capacitatea de a amplifica sunetul, caracteristică rezonatoarelor sau încăperilor ai căror pereți reflectă bine sunetul.
Excitarea vibrațiilor unui corp prin vibrațiile altuia de aceeași frecvență, precum și sunetul de răspuns al unuia dintre cele două corpuri acordate la unison.
Dicţionar enciclopedic, 1998
rezonanţă
REZONAnța (rezonanța franceză, din latină resono - răspund) este o creștere bruscă a amplitudinii oscilațiilor forțate în stare de echilibru, pe măsură ce frecvența unei influențe armonice externe se apropie de frecvența uneia dintre oscilațiile naturale ale sistemului.
Rezonanţă
(Rezonanța franceză, din latină resono ≈ Sun în răspuns, răspund), fenomenul de creștere bruscă a amplitudinii oscilațiilor forțate în orice sistem oscilator, care apare atunci când frecvența unei influențe externe periodice se apropie de anumite valori determinate de proprietăţile sistemului însuşi. În cele mai simple cazuri, R. apare atunci când frecvența influenței externe se apropie de una dintre acele frecvențe cu care se produc oscilații naturale în sistem, apărute ca urmare a șocului inițial. Natura fenomenului R. depinde în mod semnificativ de proprietățile sistemului oscilator. Regenerarea are loc cel mai simplu în cazurile în care un sistem cu parametri care nu depind de starea sistemului în sine (așa-numitele sisteme liniare) este supus unei acțiuni periodice. Trăsăturile tipice ale lui R. pot fi clarificate luând în considerare cazul acțiunii armonice asupra unui sistem cu un grad de libertate: de exemplu, pe o masă m suspendată pe un arc sub acțiunea unei forțe armonice F = F0 coswt ( orez. 1), sau un circuit electric format din inductanța L conectată în serie, capacitatea C, rezistența R și o sursă de forță electromotoare E, care variază în funcție de o lege armonică ( orez. 2). Pentru certitudine, primul dintre aceste modele este considerat mai jos, dar tot ce se spune mai jos poate fi extins la al doilea model. Să presupunem că arcul respectă legea lui Hooke (această ipoteză este necesară pentru ca sistemul să fie liniar), adică că forța care acționează din arc asupra masei m este egală cu kx, unde x ≈ deplasarea masei față de echilibru poziție, k ≈ coeficient de elasticitate (gravitația nu este luată în considerare pentru simplitate). În plus, lăsați masa, atunci când se mișcă, să experimenteze rezistență din mediu care este proporțională cu viteza sa și cu coeficientul de frecare b, adică egal cu k (acest lucru este necesar pentru ca sistemul să rămână liniar). Atunci ecuația de mișcare a masei m în prezența unei forțe externe armonice F are forma: ═══(
unde F0≈ amplitudinea oscilației, w ≈ frecvența ciclică egală cu 2p/T, T ≈ perioada de influență externă, ═≈ accelerația masei m. Soluția acestei ecuații poate fi reprezentată ca suma a două soluții. Prima dintre aceste soluții corespunde oscilațiilor libere ale sistemului care apar sub influența împingerii inițiale, iar a doua ≈ oscilații forțate. Datorită prezenței frecării și rezistenței mediului, oscilațiile naturale din sistem se amortizează întotdeauna, prin urmare, după o perioadă suficientă de timp (cu cât este mai lungă, cu atât amortizarea oscilațiilor naturale este mai mică), în sistem vor rămâne doar oscilațiile forțate. Soluția corespunzătoare oscilațiilor forțate are forma:
și tgj = . Astfel, oscilațiile forțate sunt oscilații armonice cu o frecvență egală cu frecvența influenței externe; amplitudinea și faza oscilațiilor forțate depind de relația dintre frecvența influenței externe și parametrii sistemului.
Dependența amplitudinii deplasărilor în timpul vibrațiilor forțate de relația dintre valorile masei m și elasticitatea k este cel mai ușor de urmărit, presupunând că m și k rămân neschimbate, iar frecvența influenței externe se modifică. Cu o acțiune foarte lentă (w ╝ 0), amplitudinea deplasării x0 »F0/k. Odată cu creșterea frecvenței w, amplitudinea x0 crește, deoarece numitorul din expresia (2) scade. Când w se apropie de valoarea ═ (adică valoarea frecvenței oscilațiilor naturale cu amortizare scăzută), amplitudinea oscilațiilor forțate atinge un maxim ≈ P. Apoi, cu creșterea în w, amplitudinea oscilațiilor scade monoton și la w ╝ ¥ tinde spre zero.
Amplitudinea oscilațiilor în timpul R. poate fi determinată aproximativ prin setarea w = . Atunci x0 = F0/bw, adică amplitudinea oscilațiilor în timpul R. este mai mare, cu cât amortizarea b în sistem este mai mică ( orez. 3). Dimpotrivă, pe măsură ce atenuarea sistemului crește, radiația devine din ce în ce mai puțin ascuțită, iar dacă b este foarte mare, atunci radiația încetează deloc să fie vizibilă. Din punct de vedere energetic, R. se explică prin faptul că astfel de relații de fază se stabilesc între forța externă și oscilațiile forțate în care intră cea mai mare putere în sistem (întrucât viteza sistemului este în fază cu forța externă și sunt create condițiile cele mai favorabile pentru excitarea oscilațiilor forțate).
Dacă un sistem liniar este supus unei influențe externe periodice, dar nu armonice, atunci R. va apărea numai atunci când influența externă conține componente armonice cu o frecvență apropiată de frecvența naturală a sistemului. În acest caz, pentru fiecare componentă individuală, fenomenul se va desfășura în același mod ca cel discutat mai sus. Și dacă există mai multe dintre aceste componente armonice cu frecvențe apropiate de frecvența naturală a sistemului, atunci fiecare dintre ele va provoca fenomene de rezonanță, iar efectul general, conform principiului suprapunerii, va fi egal cu suma efectelor de la influențe armonice individuale. Dacă influența externă nu conține componente armonice cu frecvențe apropiate de frecvența naturală a sistemului, atunci R. nu apare deloc. Astfel, sistemul liniar răspunde, „rezonează” doar la influențele externe armonice.
În sistemele electrice oscilatorii constând dintr-o capacitate C conectată în serie și inductanță L ( orez. 2), R. este că atunci când frecvențele fem-ului extern se apropie de frecvența naturală a sistemului oscilator, amplitudinile fem-ului pe bobină și tensiunea pe condensator separat se dovedesc a fi mult mai mari decât amplitudinea fem-ului creat. de sursă, dar sunt egale ca mărime și opuse ca fază. În cazul unei feme armonice care acționează asupra unui circuit constând din capacitate și inductanță conectate în paralel ( orez. 4), există un caz special de R. (antirezonanță). Pe măsură ce frecvența emf exterioară se apropie de frecvența naturală a circuitului LC, nu există o creștere a amplitudinii oscilațiilor forțate în circuit, ci, dimpotrivă, o scădere bruscă a amplitudinii curentului în circuitul extern. alimentarea circuitului. În electrotehnică, acest fenomen se numește R. curenți sau paralel R. Acest fenomen se explică prin faptul că la o frecvență de influență externă apropiată de frecvența naturală a circuitului, reactanțele ambelor ramuri paralele (capacitive și inductive) se rotesc. a fi aceeași ca valoare și, prin urmare, debitul în ambele ramuri ale circuitului curenții au aproximativ aceeași amplitudine, dar aproape opus în fază. Ca urmare, amplitudinea curentului în circuitul extern (egal cu suma algebrică a curenților din ramurile individuale) se dovedește a fi mult mai mică decât amplitudinea curentului în ramurile individuale, care, cu curgerea paralelă, atinge valoarea lor cea mai mare. Paralelul R., precum și serialul R., se exprimă cu atât mai puternic, cu atât rezistența activă a ramurilor circuitului R. este mai scăzută. Serial și paralel R. se numesc tensiune R. și respectiv curent R..
Într-un sistem liniar cu două grade de libertate, în special în două sisteme cuplate (de exemplu, în două circuite electrice cuplate; orez. 5), fenomenul R. păstrează principalele trăsături indicate mai sus. Totuși, întrucât într-un sistem cu două grade de libertate, oscilațiile naturale pot apărea cu două frecvențe diferite (așa-numitele frecvențe normale, vezi Oscilații normale), atunci R. apare atunci când frecvența unei influențe externe armonice coincide atât cu una cât și cu celălalt.cu o frecvență de sistem normală diferită. Prin urmare, dacă frecvențele normale ale sistemului nu sunt foarte apropiate unele de altele, atunci cu o schimbare lină a frecvenței influenței externe, se observă două amplitudini maxime ale oscilațiilor forțate ( orez. 6). Dar dacă frecvențele normale ale sistemului sunt apropiate una de cealaltă și atenuarea din sistem este suficient de mare, astfel încât R. la fiecare dintre frecvențele normale să fie „tert”, atunci se poate întâmpla ca ambele maxime să se îmbine. În acest caz, curba R. pentru un sistem cu două grade de libertate își pierde caracterul de „dublu cocoaș” și în aparență diferă doar puțin de curba R. pentru un contur liniar cu un grad de libertate. Astfel, într-un sistem cu două grade de libertate, forma curbei R depinde nu numai de amortizarea conturului (ca în cazul unui sistem cu un grad de libertate), ci și de gradul de legătură dintre contururi.
În sistemele cuplate există și un fenomen care este într-o anumită măsură similar cu fenomenul de antirezonanță într-un sistem cu un grad de libertate. Dacă, în cazul a două circuite conectate cu frecvențe naturale diferite, reglați circuitul secundar L2C2 la frecvența f.em. externă inclusă în circuitul primar L1C1 ( orez. 5), atunci puterea curentului din circuitul primar scade brusc și cu cât mai puternic, cu atât mai puțină atenuarea circuitelor. Acest fenomen se explică prin faptul că atunci când circuitul secundar este reglat la frecvența f.em. externă, în acest circuit ia naștere un astfel de curent care induce o f.e.m. de inducție în circuitul primar, aproximativ egală cu f.e.m. externă ca amplitudine și opus. la el în fază.
În sistemele liniare cu multe grade de libertate și în sistemele continue, controlul păstrează aceleași caracteristici de bază ca într-un sistem cu două grade de libertate. Cu toate acestea, în acest caz, spre deosebire de sistemele cu un grad de libertate, distribuția influenței externe de-a lungul coordonatelor individuale joacă un rol semnificativ. În acest caz, sunt posibile astfel de cazuri speciale de distribuție a influenței externe în care, în ciuda coincidenței frecvenței influenței externe cu una dintre frecvențele normale ale sistemului, R. încă nu apare. Din punct de vedere energetic, acest lucru se explică prin faptul că astfel de relații de fază se stabilesc între forța externă și oscilațiile forțate în care puterea furnizată sistemului de la sursa de excitație de-a lungul unei coordonate este egală cu puterea dată de sistem. la sursă de-a lungul celeilalte coordonate. Un exemplu în acest sens este excitarea vibrațiilor forțate într-o coardă, atunci când o forță externă care coincide în frecvență cu una dintre frecvențele normale ale coardei este aplicată într-un punct care corespunde nodului de viteză pentru o anumită vibrație normală (de exemplu, o forță care coincide în frecvență cu tonul fundamental al coardei este aplicată chiar la capătul coardei). În aceste condiții (datorită faptului că forța externă este aplicată într-un punct fix al coardei), această forță nu lucrează, puterea de la sursa forței externe nu intră în sistem și nicio excitare vizibilă a au loc oscilații ale corzilor, adică nu se observă nicio vibrație.
R. în sistemele oscilatoare, ai căror parametri depind de starea sistemului, adică în sistemele neliniare, are un caracter mai complex decât în sistemele liniare. Curbele R. în sistemele neliniare pot deveni brusc asimetrice, iar fenomenul R. poate fi observat la diferite rapoarte ale frecvențelor de influență și ale frecvențelor micilor oscilații naturale ale sistemului (așa-numitele R fracționale, multiple și combinate). .). Un exemplu de R. în sistemele neliniare este așa-numitul. ferorezonanța, adică rezonanța într-un circuit electric care conține inductanță cu un miez feromagnetic, sau rezonanța feromagnetică, care este un fenomen asociat cu reacția magneților elementari (atomici) ai unei substanțe atunci când se aplică un câmp magnetic de înaltă frecvență (vezi Spectroscopia radio) .
Dacă o influență externă produce modificări periodice ale parametrilor consumatoare de energie ai unui sistem oscilator (de exemplu, capacitatea într-un circuit electric), atunci la anumite rapoarte ale frecvenței modificărilor parametrului și frecvența naturală a oscilațiilor libere ale sistemului , este posibilă excitația parametrică a oscilațiilor sau R parametrica.
R. este foarte des observată în natură și joacă un rol uriaș în tehnologie. Majoritatea structurilor și mașinilor sunt capabile să efectueze propriile vibrații, astfel încât influențele externe periodice le pot face să vibreze; de exemplu, mișcarea unui pod sub influența șocurilor periodice atunci când un tren trece de-a lungul îmbinărilor șinelor, mișcarea fundației unei structuri sau a mașinii în sine sub influența părților rotative neechilibrate ale mașinilor etc. Sunt cunoscute cazuri când nave întregi au intrat în mișcare la un anumit număr de rotații ale arborelui elicei. În toate cazurile, R. duce la o creștere bruscă a amplitudinii vibrațiilor forțate a întregii structuri și poate duce chiar la distrugerea structurii. Acesta este un rol dăunător al lui R., iar pentru a-l elimina, proprietățile sistemului sunt selectate astfel încât frecvențele sale normale să fie departe de frecvențele posibile de influență externă sau fenomenul de antirezonanță să fie utilizat într-o formă sau alta. (se folosesc așa-numitele amortizoare de vibrații sau amortizoare). În alte cazuri, radioul joacă un rol pozitiv, de exemplu: în ingineria radio, radioul este aproape singura metodă care vă permite să separați semnalele unui post de radio (dorit) de semnalele tuturor celorlalte posturi (de interferență).
Lit.: Strelkov S.P., Introducere în teoria oscilațiilor, ed. a II-a, M., 1964; Gorelik G.S., Oscilații și unde, Introducere în acustică, radiofizică și optică, ed. a II-a. M., 1959.
Wikipedia
Rezonanţă
Rezonanţă- un fenomen în care amplitudinea oscilațiilor forțate are un maxim la o anumită valoare a frecvenței forței motrice. Adesea, această valoare este apropiată de frecvența oscilațiilor naturale, de fapt poate coincide, dar nu este întotdeauna cazul și nu este cauza rezonanței.
Ca urmare a rezonanței la o anumită frecvență a forței motrice, sistemul oscilator se dovedește a fi deosebit de sensibil la acțiunea acestei forțe. Gradul de reacție în teoria oscilațiilor este descris de o cantitate numită factor de calitate. Cu ajutorul rezonanței, chiar și oscilațiile periodice foarte slabe pot fi izolate și/sau amplificate.
Fenomenul rezonanței a fost descris pentru prima dată de Galileo Galilei în 1602 în lucrările dedicate studiului pendulelor și corzilor muzicale.
Exemple de utilizare a cuvântului rezonanță în literatură.
Instabilitatea universului poate provoca auto-oscilații ale liniilor complotului din apropiere, care apare rezonanţă, apoi sistemul se prăbușește și.
Acolo și-a continuat lucrările privind studiul fenomenelor fizice cunoscute în știință ca efectele Saebeck și Peltier, în condiții de piezoelectric dublu în fază. rezonanţă, descoperit de acesta în timpul studiilor postuniversitare și descris în detaliu în teza sa de doctorat.
Dacă de la rezonanţă Dacă clădirea se prăbușește, atunci acest mers de cinci bătăi poate distruge Style.
Prăbușirea bursei a avut imediat un impact internațional rezonanţă: În câteva zile, majoritatea piețelor europene, inclusiv piața elvețiană, de obicei rezistentă, au suferit pierderi și mai mari decât Wall Street.
Structura este plină de electricieni care urmăresc cum mecanicii pulverizează un strat de fibră conductoare pe pereții strălucitori ai turnului din interior, instalând tuburi izolatoare, ghiduri de undă, convertoare de frecvență, contoare de flux luminos, echipamente de comunicații optice, locatoare în plan focal, activare neutronă. tije, absorbante Mössbauer, analizoare de amplitudine a impulsurilor multicanal, amplificatoare nucleare, convertoare de tensiune, criostate, repetoare de impulsuri, punți de rezistență, prisme optice, teste de torsiune, tot felul de senzori, demagnetizatoare, colimatoare, celule magnetice rezonanţă, amplificatoare de termocuplu, acceleratoare cu reflectoare, dispozitive de stocare de protoni și multe, multe altele, în strictă conformitate cu planul aflat în memoria computerului și incluzând pentru fiecare dispozitiv numărul etajului și coordonatele pe schema bloc.
Radiaţiile speciale care pătrund în băi provoacă rezonanţă vibratii ale atomilor de deuteriu si ale microstructurilor corpului, asigurand pastrarea tuturor functiilor organismului.
Cred că aceste cărți vor continua să ne poarte de-a lungul într-un mod misterios rezonanţă cu operele lui Klossowski – un alt nume major și excepțional.
Nu există niciun beneficiu de la un agent descoperit, dar se prevăd multe obstacole, și este mai ușor să scapi de el, fie și doar pentru a evita eventualele conversații incriminatoare cu publicul larg. rezonanţă.
Darul divin al unei minți profunde și puternice, a cărei conștientizare a prezenței a venit în tinerețe, înzestrată cu geniul călăuzirii spirituale, în rezonanţă alături de care s-a regăsit lumea întreagă, și un geniu artistic, pentru care probabil nici nu găsești cuvinte de definit - incomparabilă, și în același timp - prosperitate exterioară cotidiană, o familie talentată și demnă, numeroasă - și toate acestea sunt rar maiestuos, exhaustiv, și în acest sens în sensul că este și armonios.
Încurcată într-o rețea de fire, ca un ac în părul liber al unei femei, o nouă instalație paramagnetică se legăna ritmic în vânt. rezonanţă.
Copwillem și alții electronice acustice și magnetice nucleare rezonanțe au fost descoperite acum în multe cristale care conțin impurități paramagnetice.
Apropierea de profesorul sever care ocupă poziția de sus și completul corect rezonanţăîntr-o a doua poziție benefică face această poziție destul de fericită.
Desigur, relația cu Mihail, ca toate dorințele sexuale poligame, a fost rezonanţăîntâlniri într-o viață trecută cu diferite persoane, pierdute și reîntâlnite în realitatea actuală.
Chiar și caracterul cărții mele, care acum se apropie de sfârșit, s-a schimbat ca urmare a aventurii fascinante de a încerca să deturneze un flux de lavă: detalii tehnice fascinante, uriașe sociale. rezonanţă această operațiune, în sfârșit, interesul incredibil pe care acest proiect l-a trezit în mine personal, toate acestea nu au mers nicăieri în ultimele cinci luni, în timp ce scriam cea de-a doua jumătate a cărții mele și despre ceea ce mi-am propus anterior să vorbesc în ultimele șase capitole s-au topit în spatele ceață albăstruie care se ondula deasupra fluxurilor de lavă.
Dorința unui forator nobil a devenit atât de zgomotoasă rezonanţă, că s-a hotărât să se organizeze o afișare publică a realizărilor sale în muncă.
Influență externă asupra anumitor valori (frecvențe de rezonanță) determinate de proprietățile sistemului. Creșterea amplitudinii este doar consecinţă rezonanță și cauză- coincidenta frecventei externe (excitante) cu frecventa interna (naturala) a sistemului oscilator. Folosind fenomenul de rezonanță, chiar și oscilațiile periodice foarte slabe pot fi izolate și/sau amplificate. Rezonanța este fenomenul prin care, la o anumită frecvență a forței motrice, sistemul oscilator este deosebit de sensibil la acțiunea acestei forțe. Gradul de reacție în teoria oscilației este descris de o cantitate numită factor de calitate. Fenomenul rezonanței a fost descris pentru prima dată de Galileo Galilei în 1602 în lucrările dedicate studiului pendulelor și corzilor muzicale.
Mecanica
Sistemul de rezonanță mecanică cel mai familiar pentru majoritatea oamenilor este un leagăn obișnuit. Dacă împingeți leagănul în funcție de frecvența sa de rezonanță, intervalul de mișcare va crește, altfel mișcarea se va estompa. Frecvența de rezonanță a unui astfel de pendul poate fi găsită cu suficientă precizie în intervalul de deplasări mici din starea de echilibru folosind formula:
,Mecanismul de rezonanță este că câmpul magnetic al inductanței generează un curent electric care încarcă condensatorul, iar descărcarea condensatorului creează un câmp magnetic în inductanță - proces care se repetă de multe ori, analog unui pendul mecanic.
Presupunând că în momentul rezonanței componentele inductive și capacitive ale impedanței sunt egale, frecvența de rezonanță poate fi găsită din expresia
,Unde ; f este frecvența de rezonanță în herți; L este inductanța în Henry; C este capacitatea în faradi. Este important ca în sistemele reale conceptul de frecvență de rezonanță să fie indisolubil legat de lățime de bandă, adică intervalul de frecvență în care răspunsul sistemului diferă puțin de răspunsul la frecvența de rezonanță. Lățimea de bandă este determinată factorul de calitate al sistemului.
Cuptor cu microunde
În electronica cu microunde, rezonatoarele volumetrice sunt utilizate pe scară largă, cel mai adesea de geometrie cilindrică sau toroidală cu dimensiuni de ordinul lungimii de undă, în care sunt posibile oscilații de înaltă calitate ale câmpului electromagnetic la frecvențe individuale determinate de condițiile la limită. Cel mai înalt factor de calitate se găsește în rezonatoarele supraconductoare ai căror pereți sunt formați dintr-un supraconductor și rezonatoare dielectrice cu moduri de galerie șoaptă.
Optica
Acustică
Rezonanța este unul dintre cele mai importante procese fizice utilizate în proiectarea dispozitivelor de sunet, dintre care majoritatea conțin rezonatoare, cum ar fi corzile și corpul unei viori, tubul unui flaut și corpul tobei.
Astrofizică
Rezonanța orbitală în mecanica cerească este o situație în care două (sau mai multe) corpuri cerești au perioade orbitale care se raportează ca numere naturale mici. Drept urmare, aceste corpuri cerești exercită o influență gravitațională regulată unul asupra celuilalt, ceea ce le poate stabiliza orbitele.
Metoda de rezonanță a distrugerii gheții
Se știe că atunci când o sarcină se mișcă de-a lungul stratului de gheață, se dezvoltă un sistem de unde gravitaționale încovoiate (IGW). Aceasta este o combinație de vibrații de îndoire ale plăcii de gheață și undele gravitaționale asociate în apă. Când viteza de încărcare este apropiată de viteza minimă de fază de la IGW, apa nu mai susține învelișul de gheață și sprijinul este asigurat doar de proprietățile elastice ale gheții. Amplitudinea IGV crește brusc și, cu o sarcină suficientă, începe distrugerea. Consumul de energie este de câteva ori mai mic (în funcție de grosimea gheții) în comparație cu spărgătoarele de gheață și accesoriile pentru spărgătoare de gheață. Această metodă de distrugere a gheții este cunoscută ca metoda rezonantă de distrugere a gheții.Omul de știință Kozin, Viktor Mikhailovici, a obținut curbe teoretice experimentale care arată capacitățile metodei sale.
Note
Vezi si
Literatură
- Richardson LF(1922), Predicția vremii prin proces numeric, Cambridge.
- Bretherton FP(1964), Interacțiuni rezonante între unde. J. Fluid Mech., 20, 457-472.
- Blombergen N. Optica neliniară, M.: Mir, 1965. - 424 p.
- Zaharov V.E.(1974), Formalismul hamiltonian pentru unde în medii neliniare cu dispersie, Izv. universități din URSS. Radiofizica, 17(4), 431-453.
- Arnold V.I. Pierderea stabilității auto-oscilațiilor în apropierea rezonanțelor, unde neliniare / Ed. A. V. Gaponov-Grehov. - M.: Nauka, 1979. P. 116-131.
- Kaup PJ, Reiman A și Bers A(1979), Evoluția spațiu-timp a interacțiunilor neliniare cu trei unde. Interacțiuni într-un mediu omogen, Rev. a Fizicii Moderne, 51 (2), 275-309.
- Haken H(1983), Advanced Synergetics. Ierarhiile de instabilitate ale sistemelor și dispozitivelor de auto-organizare, Berlin, Springer-Verlag.
- Phillips O.M. Interacțiunea undelor. Evoluția ideilor, Hidrodinamica modernă. Succese și probleme. - M.: Mir, 1984. - P. 297-314.
- Zhuravlev V. F., Klimov D. M. Metode aplicate în teoria vibrațiilor. - M.: Nauka, 1988.
- Sukhorukov A.P. Interacțiuni de unde neliniare în optică și radiofizică. - M.: Nauka, 1988. - 232 p.
- Bruno A.D. Problemă restrânsă cu trei corpuri. - M.: Nauka, 1990.
Legături
Fundația Wikimedia. 2010.
Sinonime:Rezonanţă- Rezonanță: o curbă de rezonanță a oscilatoarelor liniare la diferiți factori de calitate Q(Q3>Q2>Q1), x intensitatea oscilațiilor; b dependența fazei de frecvența la rezonanță. REZONAnță (rezonanță franceză, din latină resono răspund), ascuțită... ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat
REZONAnță, rezonanță, multe. fără soț (din lat. resonans dând un ecou). 1. Sunetul de răspuns al unuia dintre cele două corpuri acordate la unison (fizic). 2. Capacitatea de a crește puterea și durata sunetului caracteristic camerelor, suprafeței interioare... ... Dicționarul explicativ al lui Ushakov
Eco, rezonanță, mezomerism, răspuns, hadron, particule, ecou Dicționar de sinonime ruse. rezonanță vezi răspuns Dicționar de sinonime ale limbii ruse. Ghid practic. M.: Limba rusă. Z. E. Alexandrova. 2... Dicţionar de sinonime
REZONAnță, o creștere bruscă a amplitudinii vibrațiilor unui sistem mecanic sau acustic, în cazul vibrațiilor forțate cauzate de o sursă externă. Acest fenomen apare atunci când FRECVENȚA forței aplicate este egală cu frecvența naturală de vibrație a sistemului... Dicționar enciclopedic științific și tehnic
- (Rezonanța franceză din latină resono răspund), o creștere bruscă a amplitudinii oscilațiilor forțate în regim de echilibru pe măsură ce frecvența influenței armonice externe se apropie de frecvența uneia dintre oscilațiile naturale ale sistemului... Dicţionar enciclopedic mare
REZONAnță, ah, soț. 1. Excitarea vibrațiilor unui corp prin vibrațiile altuia de aceeași frecvență, precum și sunetul de răspuns al unuia dintre cele două corpuri acordate la unison (special). 2. Capacitatea de a amplifica sunetul, caracteristică rezonatoarelor sau încăperilor, pereților la ... Dicționarul explicativ al lui Ozhegov
Bărbat, francez sunet, zumzet, paradis, ecou, plecare, zumzet, întoarcere, voce; sonoritatea vocii, după locație, după dimensiunea încăperii; sonoritatea, sonoritatea unui instrument muzical, conform designului acestuia. | În pian, pian, gusli: punte, punte, vechi. raft, tabla... Dicţionarul explicativ al lui Dahl
- (din latină resonare - repetare) vibrații ale unuia dintre corpurile oscilante, „acordate” la un anumit număr de oscilații (toate corpurile sunt mai mult sau mai puțin capabile să le producă), care interacționează cu oscilațiile produse de alt corp, oscilând cu ...... Enciclopedie filosofică
1. În sens mecanic general, răspunsul unui corp capabil să oscileze cu o anumită perioadă (așa-numita perioadă naturală de oscilație) la vibrațiile din aceeași perioadă care l-au atins. R. fenomenele se exprimă de obicei într-o creştere semnificativă a amplitudinii ...... Dicţionar marin
O imagine complet familiară - o sală de concert, un violonist virtuoz pe scenă, sala plină de numeroși iubitori de muzică care ascultă sunetele încântătoare. Fără a atinge priceperea interpretului, tot ceea ce se întâmplă este posibil datorită efectului de rezonanță acustică. Deci rezonanță?
Când menționezi acest termen, te gândești imediat la vechea poveste despre o companie de soldați în marș. Soldații, după ce l-au urcat, au continuat să meargă în pas, în pas. Drept urmare, podul s-a prăbușit.
Sau cea mai comună imagine - un copil pe leagăn. Și cineva din apropiere, legănându-i. Eforturile minore aplicate la momentul potrivit iti permit sa atingi o amplitudine mare a vibratiilor si sa ofere bebelusului o mare placere.
Fără a intra într-o descriere matematică a fenomenului care are loc, să încercăm să înțelegem calitativ ce este rezonanța. Un manual de fizică definește acest efect ca o creștere a amplitudinii oscilațiilor sistemului atunci când frecvența influenței externe și frecvența naturală coincid. O mica precizare. Frecvența de oscilație este numărul de oscilații pe secundă.
Da, nu este complet clar, cuvintele par să fie toate familiare - rezonanță, fizică, frecvență. Ce înseamnă asta?
Pentru ușurință de înțelegere, să ne amintim un alt exemplu - între două suporturi (fie acestea să fie două maluri ale unui pârâu) există o placă lungă și largă; se balansează puțin, oscilează, dar pare fiabilă. Trecerea pârâului pare simplă, trebuie doar să stai pe bord și să mergi. Dar aici este problema. La o anumită viteză de mișcare, sau cu alte cuvinte, frecvența pașilor, placa începe să se legăneze puternic, amenințănd că va arunca walker-ul. În acest caz, condițiile de rezonanță sunt din nou îndeplinite - frecvența de vibrație a plăcii în sine coincide cu frecvența pașilor pietonului. Ca urmare, amplitudinea vibrațiilor crește semnificativ, iar dintr-o astfel de creștere pot rezulta proceduri neașteptate de apă.
Acest fenomen este extrem de răspândit într-o varietate de domenii. În electronică, medicină, în muzică, de unde a început descrierea efectului de rezonanță. Acest fenomen este adesea util, permițând, de exemplu, amplificarea unui semnal slab. Sunetul unei coarde de vioară este amplificat de corpul acesteia, care acționează ca un rezonator, adică. amplificator la o anumită frecvență. Și sunetul viorii în sine este îmbunătățit datorită acusticii bune a camerei.
O aplicație ușor diferită a rezonanței este amplificarea semnalului unui post de radio. Din nou totul este simplu. Undele radio transportă semnalul către antenă, de acolo intră într-un circuit special de intrare, prin modificarea parametrilor cărora le poți amplifica semnalul cu frecvența dorită. Aceasta este ceea ce facem atunci când rotim butonul de acord al receptorului în căutarea postului de radio de care avem nevoie. Ca urmare a acestei amplificari, semnalul postului de radio selectat devine mai puternic si este perceput cu succes de receptor.
Din exemplele date, răspunsul la întrebarea ce este rezonanța devine clar. Aceasta este o creștere generală a efortului obținută datorită sincronizării capacităților sistemului însuși și a influențelor externe. Ca exemplu final, o încercare de a ieși din noroi într-o mașină folosind metoda „legănării”. Șoferul începe să miște mașina alternativ înainte și înapoi. Înapoi, apoi accelerație înainte, dacă nu reușește, accelerație din nou, dar înapoi și din nou înainte. Cu această abordare, puterea motorului este combinată cu inerția mișcării și, în multe cazuri, permite depășirea unui loc dificil.
Chiar și numărul modest de exemple date este suficient pentru a înțelege cât de larg este utilizat fenomenul rezonanței în tehnologie și viața de zi cu zi.
Materialul oferit răspunde la întrebarea ce este rezonanța. Sunt luate în considerare exemple de manifestări ale fenomenelor rezonante în diverse domenii ale tehnologiei și culturii.