värähtäys

Värähtely on fysikaalinen ilmiö, jossa objekti tai järjestelmä toistaa liikettä edestakaisin tasapainoaseman ympärillä. Tämä liike voi tapahtua ajan funktiona ja sitä kutsutaan usein oskillaatioksi. Värähtely voi olla joko vapaata, jossa järjestelmä värähtelee vapaasti ulkoisten voimien vaikutuksesta, tai pakotettua, jossa järjestelmään vaikuttaa jatkuvasti ulkoinen voima, joka ylläpitää värähtelyä.

Yksinkertaisin esimerkki värähtelystä on yksinkertainen harmoninen liike, jossa värähtelyjen taajuus ja amplitudi pysyvät vakioina ajan kuluessa. Todellisissa järjestelmissä värähtelyyn liittyy usein vaimenemista, joka johtuu energiahäviöstä esimerkiksi kitkan tai ilmanvastuksen vuoksi. Vaimeneminen voi olla kriittistä, alikriittistä tai ylikriittistä, riippuen siitä, kuinka nopeasti värähtelyt lakkaavat.

Värähtelyjä esiintyy monilla luonnonilmiöillä ja teknologisilla sovelluksilla. Esimerkkejä ovat mekaaniset värähtelyt, kuten jousen heiluminen tai kitaran kielen värähtely, sekä sähkömagneettiset värähtelyt, kuten radioaalloissa. Värähtelyjen tutkimus on tärkeää monilla fysiikan ja insinööritieteiden aloilla, kuten akustiikassa, optiikassa ja rakenteiden dynamiikassa. Värähtelyjä voidaan kuvata matemaattisesti differentiaaliyhtälöillä, joista tunnetuin on harmonisen oskillaattorin yhtälö.