Rezonanciát

A rezonancia olyan jelenség, amely akkor tűnik fel, amikor egy rendszer külső, periodikus erőhatásra adott válasza jelentősen megnő. A megnövekedett válasz általában akkor figyelhető meg, ha a gerjesztés frekvenciája közelít a rendszer természetes frekvenciájához. A jelenség tehát a sajátfrekvenciák és a külső erő frekvenciájának közelítése miatt alakul ki, és gyakran a csillapítás mértékétől függően alakul ki erősen vagy mérsékelten.

Mechanikai rezonanciáról beszélünk például rugókkal és tömegekkel, ahol a természetes frekvencia ω0 = √(k/m). Ha a külső erő frekvenciája ω közelíti ω0-t, a mozgás amplitúdója jelentősen nőhet. A csillapítás csökkenti a rezonancia mértékét, és a jelenség jellemzője a rezonancia görbe alakja és a Q-tényező, amely a frekvenciasávban mutatott élességet jellemzi.

Elektromos rezonanciát az LC, RLC vagy más hálózatokban figyelhetünk meg, ahol a rezgő áramkör rezonanciaszabályozott frekvenciája ω0 = 1/√(LC). Itt a min vagy max impedancia elérhetősége adja a rezonanciát, és a Q-érték fontos mutató, amely megadja a görbe élességét.

Akusztikus rezonancia példái közé tartozik a Helmholtz- és a dobozos rezonancia, amelyekben a levegő és a tér geometriája meghatározza a hangfrekvenciákat. Strukturális rezonancia akkor fordul elő, amikor egy épület vagy híd természetes frekvenciája közel kerül egy külső vagy saját rezgésforráshoz, és nagy amplitúdójú deformációk léphetnek fel, például a Tacoma Narrows-híd története alapján.

A rezonancia más területeken is fontos, például a mágneses rezonancia (NMR), az elektron spin rezonancia (ESR) és különféle mérési és képalkotási technikák alapjául szolgál. Összefoglalva, a rezonancia a természetes frekvenciák és a külső inger összhangjából adódó jelenség, melynek mértéke a csillapítástól és a rendszer tulajdonságaitól függ.