resonanssia

Resonanssia tarkoitetaan ilmiötä, jossa järjestelmä reagoi ulkoiseen ajettavaan voimaan suurilla vasteilla, kun voiman taajuus on lähellä järjestelmän luonnollista taajuutta. Luonnollinen taajuus on taajuus, jolla järjestelmä luonnostaan alkaa heilua tai vastustaa ulkoista muutosnopeutta ilman vahvaa hakeneita voimahäviöitä. Resonanssi syntyy, kun energiaa siirretään tehokkaasti ulkoisesta lähteestä järjestelmään taajuudella, jolla vaste on suurin.

Resonanssia esiintyy monissa yhteyksissä. Mekaanisessa resonanssissa esimerkiksi heiluri, sillat, konepellien kiertokorut ja muut rakenteet voivat vahvistaa liikuttavaa voimaa, kun kyseessä oleva taajuus osuu luonnolliseen taajuuteen. Akustisessa resonanssissa ilmanpaineen vaihtelut vahvistavat tiettyjä ääniaaltoja, mikä esimerkiksi antaa lasille tai torvilevyille voimakkaan äänen. Sähköisessä resonanssissa kytkennät, kuten RL- tai RLC-verkot, muodostavat resonanssitaajuuden, jolla impedanssi ja vaste ovat erityisen ohuita tai suuria. Kemiallisessa resonanssissa puhutaan elektronien delokalisaatiosta, joka ei ole ajallinen resonanssi, mutta vaikuttaa molekyylin rakenteelliseen energianjakoon.

Häviöt vaikuttavat resonanssiin merkittävästi. Pienet häviöt johtavat kapealle resonanssihuipulle ja suurentuneeseen vasteeseen (korkea Q-arvo), kun taas suuremmat häviöt laajentavat huippua ja pienentävät maksimivastetta. Käytännön sovelluksissa resonanssia hyödynnetään esimerkiksi radiolähettimissä, musiikki-instrumenteissa ja tarkkoja ajattelu- tai mittauslaitteita suunniteltaessa, sekä suunnittelussa, jossa voidaan välttää ei-toivottua resonanssia rakenteissa ja järjestelmissä.