Värähtelyilmiöistä

Värähtelyilmiöistä eli värähtelyistä puhutaan fysiikassa ilmiöinä, joissa jokin kappale tai järjestelmä toistaa liikettään edestakaisin tasapainoasemansa suhteen. Tällainen liike on yleensä jaksollista. Yksinkertaisin esimerkki värähtelyilmiöstä on harmoninen värähtelijä, kuten jousen päähän ripustettu massa, joka värähtelee ilman vastusta. Tällaisen värähtelijän liike voidaan kuvata siniaallolla.

Todellisissa järjestelmissä värähtelyihin liittyy aina jonkinlaista vaimennusta, joka saa värähtelyn amplitudin pienenemään ajan myötä. Vaimennus voi johtua esimerkiksi ilmanvastuksesta tai materiaalin sisäisestä kitkasta. Jos värähtelyyn lisätään ulkoinen, jaksollisesti vaikuttava voima, voi tapahtua resonanssi. Resonanssissa järjestelmän oma värähtelytaajuus vastaa ulkoisen voiman taajuutta, mikä voi johtaa värähtelyn amplitudin voimakkaaseen kasvuun. Tämän vuoksi resonanssi voi olla sekä hyödyllinen että haitallinen ilmiö eri sovelluksissa.

Värähtelyilmiöitä esiintyy luonnossa ja tekniikassa monissa muodoissa. Ääni on esimerkki aaltoliikkeestä, joka perustuu väliaineen värähtelyyn. Musiikki-instrumenttien soittaminen perustuu hallittuun värähtelyyn. Rakenteiden, kuten siltojen ja rakennusten, suunnittelussa on otettava huomioon resonanssin vaara esimerkiksi tuulen tai maanjäristysten vaikutuksesta. Myös sähköisissä virtapiireissä esiintyy värähtelyjä, esimerkiksi oskillaattoreissa.