rezonancj

Rezonans to zjawisko, w którym amplituda drgań układu dynamicznego rośnie znacznie, gdy wymuszająca siła drgań ma częstotliwość zbliżoną do naturalnej częstotliwości układu. W prostych układach mechanicznych jest to częstotliwość własna ω0, którą określa się z parametrów układu. W układach tłumionych amplituda rośnie maksymalnie przy ω ≈ ω0, a tłumienie ogranicza ten efekt. Wyjaśnienie matematyczne opisuje zależność odpowiedzi od częstotliwości, gdzie wysoka rezonancja cechuje się wysokim wskaźnikiem jakości Q.

Rodzaje rezonansów obejmują rezonans mechaniczny (drgania masy i sprężyny), akustyczny (instrumenty muzyczne), elektromagnetyczny (obwody elektryczne) oraz optyczny (rezonanse w układach światłowodów i mikrostruktur). W obwodach elektrycznych złożonych z rezystora, induktora i kondensatora (obwód RLC) rezonans zachodzi przy częstotliwości ω0 = 1/√(LC), co pozwala na selekcję i filtrację sygnałów.

Zastosowania rezonansu obejmują filtrowanie sygnałów, projektowanie głośników i anten, a także badania naukowe. Rezonans magnetyczny (NMR) oraz obrazowanie rezonansu magnetycznego (MRI) stanowią ważne techniki w chemii, fizyce i medycynie; NMR umożliwia określanie struktur cząsteczek, natomiast MRI służy do obrazowania tkanek.

Zjawisko rezonansu jest powszechne w naturze i technice. Wysokie amplitudy mogą być pożądane, gdy służą celom użytkowym, lecz również prowadzić do uszkodzeń konstrukcji, jeśli system nie jest odpowiednio tłumiony.