Внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды - это лишь следствие резонанса, а причина - совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания. Резонанс - явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. Степень отзывчивости в теории колебаний описывается величиной, называемой добротность . Явление резонанса впервые было описано Галилео Галилеем в 1602 г в работах, посвященных исследованию маятников и музыкальных струн .
Наиболее известная большинству людей механическая резонансная система - это обычные качели . Если вы будете подталкивать качели в соответствии с их резонансной частотой, размах движения будет увеличиваться, в противном случае движения будут затухать. Резонансную частоту такого маятника с достаточной точностью в диапазоне малых смещений от равновесного состояния, можно найти по формуле:
,Механизм резонанса заключается в том, что магнитное поле индуктивности генерирует электрический ток, заряжающий конденсатор, а разрядка конденсатора создаёт магнитное поле в индуктивности - процесс, который повторяется многократно, по аналогии с механическим маятником.
Приняв, что в момент резонанса индуктивная и ёмкостная составляющие импеданса равны, резонансную частоту можно найти из выражения
,где ; f - резонансная частота в герцах; L - индуктивность в генри ; C - ёмкость в фарадах . Важно, что в реальных системах понятие резонансной частоты неразрывно связано с полосой пропускания , то есть диапазоном частот, в котором реакция системы мало отличается от реакции на резонансной частоте. Ширина полосы пропускания определяется добротностью системы .
В СВЧ электронике широко используются объёмные резонаторы , чаще всего цилиндрической или тороидальной геометрии с размерами порядка длины волны , в которых возможны добротные колебания электромагнитного поля на отдельных частотах, определяемых граничными условиями. Наивысшей добротностью обладают сверхпроводящие резонаторы, стенки которых изготовлены из сверхпроводника и диэлектрические резонаторы с модами шепчущей галереи .
Резонанс - один из важнейших физических процессов, используемых при проектировании звуковых устройств, большинство из которых содержат резонаторы , например, струны и корпус скрипки , трубка у флейты , корпус у барабанов .
Орбитальный резонанс в небесной механике - это ситуация, при которой два (или более) небесных тела имеют периоды обращения, которые относятся как небольшие натуральные числа. В результате эти небесные тела оказывают регулярное гравитационное влияние друг на друга, которое может стабилизировать их орбиты.
Известно, что при движении нагрузки по ледяному покрову развивается система изгибных гравитационных волн (ИГВ). Это сочетание изгибных колебаний пластины льда и связанных с ними гравитационных волн в воде. Когда скорость нагрузки близка к минимальной фазовой скорости от ИГВ, вода прекращает поддержку ледяного покрова и поддержка осуществляется только упругими свойствами льда. Амплитуда ИГВ резко возрастает, и с достаточной нагрузкой, начинается разрушения. Потребляемая мощность в несколько раз ниже (в зависимости от толщины льда) по сравнению с ледоколами и ледокольными навесными оборудованиями. Этот метод разрушения льда известен как резонансный метод разрушения льда Ученый Козин, Виктор Михайлович получил экспериментальные теоретические кривые, которые показывают возможности своего метода .
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Резонанс - Резонанс: а резонансные кривые линейных осцилляторов при различной добротности Q(Q3>Q2>Q1), x интенсивность колебаний; б зависимость фазы от частоты при резонансе. РЕЗОНАНС (французское resonance, от латинского resono откликаюсь), резкое… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
РЕЗОНАНС, резонанса, мн. нет, муж. (от лат. resonans дающий отзвук). 1. Ответное звучание одного из двух тел, настроенных в унисон (физ.). 2. Способность увеличивать силу и длительность звука, свойственная помещениям, внутренняя поверхность… … Толковый словарь Ушакова
Отзвук, резонон, мезомерия, отклик, адрон, частица, отголосок Словарь русских синонимов. резонанс см. отклик Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык. З. Е. Александрова. 2 … Словарь синонимов
РЕЗОНАНС, резкое увеличение амплитуды колебаний механической или акустической системы, в случае вынужденных колебаний, вызванных внешним источником. Это явление возникает, когда ЧАСТОТА приложенной силы равна собственной частоте колебаний системы … Научно-технический энциклопедический словарь
- (франц. resonance от лат. resono откликаюсь), резкое возрастание амплитуды установившихся вынужденных колебаний при приближении частоты внешнего гармонического воздействия к частоте одного из собственных колебаний системы … Большой Энциклопедический словарь
РЕЗОНАНС, а, муж. 1. Возбуждение колебаний одного тела колебаниями другого той же частоты, а также ответное звучание одного из двух тел, настроенных в унисон (спец.). 2. Способность усиливать звук, свойственная резонаторам или помещениям, стены к … Толковый словарь Ожегова
Муж., франц. зык, гул, рай, отзвук, отгул, гул, отдача, наголосок; звучность голоса, по местности, по размерам комнаты; звучность, звонкость музыкального орудия, по устройству его. | В рояле, фортепиано, гуслях: дек, палуба, ·стар. полочка, доска … Толковый словарь Даля
- (от лат. resonare – повторять) колебания одного из колеблющихся тел, «настроенных» на определенное число колебаний (все тела более или менее способны производить их), которые взаимодействуют с колебаниями, производимыми др. телом, колеблющимся с… … Философская энциклопедия
1. В общем механическом смысле отклик тела, способного колебаться с определенным периодом (т. наз. собственным периодом колебаний), на дошедшие до него колебания того же периода. Явления Р. выражаются обычно в значительном увеличении амплитуды… … Морской словарь
С каждым маленьким усилием, которое ты проявляешь на пути, чтобы приблизиться к Божеству, Божество проявляет гораздо большее усилие, чтобы приблизиться к тебе.
Х.А. Ливрага
Резонанс подобен айсбергу. В целом он представляет собой универсальный закон (например, Тесла считал закон резонанса наиболее общим природным законом). Но нашему взору открыта лишь малая его часть. Сюда относится практически весь спектр ассоциаций, связанных со словом «резонанс». Это и маятники на общей нити, и посуда, дребезжащая в шкафу в ответ на проехавший по улице трамвай, и раскачивание качелей, и питерский мост, рухнувший от строевого шага прошедшей по нему роты солдат, и лазерная генерация и т.д.
Что же таят глубины и как нам об этом узнать? Во-первых, можно подождать, пока усилиями науки кусочек подводной части покажется над поверхностью. Этот способ работает, поскольку навстречу усилиям неутомимых исследователей айсберг-резонанс действительно всплывает. И с каждым днем открывает нам все новые и новые грани. Это и магнитно-резонансная томография — «нобелевский лауреат» 2003 г., и биорезонанс с многочисленными сферами его практического применения (гомеопатия, акупунктура, диагностика по Фоллю и методу Кирлиан и др.), и многое другое. Во-вторых, подводную часть айсберга можно мельком увидеть самому, нырнув в глубину какого-либо явления вне или внутри себя. Но когда мы выныриваем на поверхность, мы сталкиваемся с неизбежной трудностью адекватного и понятного для других описания пережитого нами. И тогда мы либо оставляем свой опыт при себе, либо пробуем перевести его на универсальный язык — образный, символический язык сказаний, мифов и притч или язык науки. И в том и в другом случае мы проводим параллель с уже известным, принятым и понятным, призывая на помощь действенное орудие мысли — принцип аналогий. Например, в ситуации, когда мы понимаем друг друга без слов, когда ощущаем мысли и чувства друга, невзирая на расстояние и время, разделяющие нас, мы можем сказать: мы на одной волне, мы в резонансе. И принцип аналогий тоже резонанс — согласие, созвучие, соответствие принципов и законов, применимых ко многим планам проявления жизни: «Как наверху, так и внизу, как внизу, так и наверху».
Ричард Гербер называет резонанс «ключом к пониманию и управлению любой системой, который откроет дверь в невидимый мир жизненных процессов». Что такое ключ? Это то, что открывает смысл происходящего вовне и внутри нас. Это то, что помогает подойти к исследованию неизвестного не только с вопросами, что и как происходит, но и почему и зачем. Может быть, есть резон взглянуть на физику резонанса в надежде отыскать в ней подобный ключ (случайно ли слово «резон» означает «разумный довод», «смысл»)? Ключ к пониманию и управлению не любой системой. Ключ к пониманию и управлению собой. Итак, в добрый путь исследования подводной части айсберга-резонанса, а заодно и нас самих. Ведь человек подобен айсбергу. И все, что мы знаем о себе, есть лишь крошечная часть нашей истинной природы (ученые, например, считают, что в нашей повседневной жизни мы задействуем всего 4% возможностей нашего мозга).
«Познай себя, и ты познаешь Вселенную и Богов».
Резонанс: что, как и зачем
Все связи между явлениями устанавливаются исключительно путем разного рода простых и сложных резонансов — согласованных вибраций физических систем.
Н. Тесла
Резонанс (от лат. resono — «звучу в ответ, откликаюсь») — это:
1) резкое увеличение:
амплитуды механических (звуковых) колебаний под влиянием внешних воздействий, когда частота собственных колебаний системы совпадает с частотой колебаний внешнего воздействия, — механический (акустический) резонанс;
силы тока в контуре при приближении частоты внешнего воздействия к собственной частоте колебаний контура, — электрический резонанс;
числа поглощаемых системой фотонов, вызывающих квантовые переходы на более высокий энергетический уровень, при совпадении энергии фотона с разностью энергий двух энергетических уровней, — квантовый резонанс;
Условия резонанса
Условие первое: «мы не одни». Человек, хочет он того или нет, никогда не существует сам по себе, никогда не пребывает в изоляции. Человек непрерывно взаимодействует с широчайшим спектром всевозможных существ и явлений, которые воздействуют на него. Когда такое взаимодействие становится резонансом?
Условие второе: его нам подсказывает значение слова «резонанс». Резонанс наблюдается только тогда, когда нечто в нас соответствует, гармонирует, согласуется с воздействием извне и откликается на него, когда этому воздействию есть за что зацепиться. Это означает, что наша внутренняя природа подобна природе, окружающей нас, — «человек есть микрокосм Макрокосма». На чем основывается это подобие, что в нас и вне нас вступает во взаимодействие?
Условие третье: «покоя нет, все движется, вращаясь». Все внутри и вне нас пронизано различными вибрациями — механическими, акустическими, электромагнитными и др. Даже в самом простом одноклеточном организме колебания происходят на субатомных, атомных, молекулярных, субклеточных и клеточных уровнях. А уж наши тела — воистину многоуровневые ансамбли вибрирующих частиц, от атомов до органов и тканей. Например, молекулы ДНК и мембраны клеток могут совершать колебания в радиоволновом диапазоне частот. Органы тоже вибрируют с характерной для большинства людей частотой (сердце и мускулатура внутренних органов — 7 Гц; альфа-режим работы мозга — 4-6 Гц, бета-режим — 20-30 Гц). И то, что мы воспринимаем извне с помощью органов чувств (слух — колебания воздуха, зрение — электромагнитные колебания в видимом диапазоне, осязание — механические и тепловые колебания и т. д.), и то, что излучаем вовне (мысли, эмоции, слова, действия), — все есть вибрации, различные по характеру и интенсивности. Вибрационную природу раскачивающихся качелей или звучащей струны мы воспринимаем непосредственно; света и тепла — с помощью специальных приборов; а мыслей и эмоций не воспринимаем вовсе, поскольку скорость их вибраций выходит за пределы воспринимающей способности наших органов чувств.
От третьего условия легко подойти к значению резонанса как закона гармоничного объединения, рождения Целого. Человек — система сложная, состоящая из астрономического количества частей, больших и малых, вибрирующих с периодом от долей секунды (молекулярные осцилляции, потоки ионов и т.д.) до нескольких лет (гормональные). Но несмотря на такое обилие составляющих частей, благодаря их резонансной синхронизации наш организм представляет собой единое целое. Человек как целое является частью более глобального Целого — природы, общества, человечества. И взаимодействует как с самим Целым, так и с другими полноправными его частями. Взаимодействие это тем успешнее, чем больше деятельность человека находится в гармонии, в согласии с законами существования целого. Мы не можем не быть частью целого. Мы можем стать негармоничной его частью, противопоставляющей себя остальным, подобно раковой клетке, но эта оппозиция, в конце концов, скажется на нас же, на нашем здоровье на всех планах (даже раковая клетка, убивая организм, лишает будущего и саму себя). Ведь здоровье — это гармония, согласие, соответствие внешнего и внутреннего, целого и его части. В современном русском языке слово «целый» означает «такой, от которого ничего не убавлено, не отделено», а исходно это слово означало «здоровый».
Частоты э/м волн:
102-108 Гц — радиоволны (20-2х104 Гц — слышимый звук)
109-1011 Гц — радиоволны СВЧ
1013-1014 Гц — инфракрасный свет (тепло)
1015 Гц — видимый свет
1015-1016 Гц — ультрафиолетовый свет
1017-1020 Гц — рентгеновское излучение
1020-1022 Гц — гамма-излучение
Резонансное объединение частей в единое целое происходит по принципу «минимума энергии»: каждому из участников общего дела, находящихся в резонансе (будь то маятники на общей нити, органы в организме или люди, объединенные доброй волей и благородной целью), для выполнения собственной работы требуется меньше энергии, чем в случае работы по отдельности. Это не значит, что каждая часть работает вполсилы. Это значит, что группа людей, работая с полной отдачей, способна совершать то, на что каждый в отдельности никогда бы не отважился. Это значит, что свойства целого качественно превосходят простую сумму свойств слагающих его частей.
Резонанс служит индикатором свойств, внутренне присущих объекту, и позволяет выявить даже очень слабые колебания. Например, если два музыкальных инструмента настроены одинаково и на одном из них начать играть, то другой тоже зазвучит. На этом свойстве основаны резонансные методы исследования веществ и процессов, происходящих в живом организме. Отсюда следует важный вывод: выявить и усилить с помощью резонанса можно лишь те свойства объекта, которые в нем уже существуют. При этом воздействия отнюдь не должны быть интенсивными, энергетически мощными. Особенно на стадии, когда объект к ним особенно восприимчив. Так, нужное слово, сказанное в нужное время, способно сотворить чудо. И многие судьбоносные, поворотные моменты в нашей жизни есть следствия подобного рода резонансов.
Резонанс — ключ к пониманию и управлению собой
Подобное притягивает подобное. Или: с кем поведешься — так тебе и надо.
Человек одновременно подвергается влиянию «внешней среды» и сам влияет на нее. Человек, с одной стороны, является системой, в которой может быть возбужден резонанс, с другой — способен выступать в роли внешней силы, вызывающей резонанс в других. Происходит ли все это само собой, без сознательного контроля со стороны человека? Отчасти да. Особенно это касается широкого спектра электромагнитных взаимодействий человека и окружающего пространства. А вот с мыслями, эмоциями и их словесным выражением дело обстоит иначе. То, что человек несет ответственность за свои поступки, признать нетрудно. Но, согласно карме, которая не дремлет, к «поступкам» следует отнести не только физические действия, но и слова, эмоции и мысли. Конечно, мы не можем отвечать за поступки всех тех, кто воздействует на нас! Но эти воздействия рождают в нас отклик (дословный перевод слова «резонанс»), нашу собственную реакцию, которая, проявляясь вовне, становится «поступком», за последствия которого мы уже отвечаем. Получается «цепная реакция»: воздействие — отклик = воздействие — отклик = воздействие... Иначе это можно назвать цепью акций и реакций, причин и следствий. Иногда подобная цепь становится яркой иллюстрацией принципа «что посеешь, то и пожнешь». Например: сосед-начальник отругал папу; папа «поделился» раздражением с мамой; мама сгоряча шлепнула сына; сын пнул собаку. А собака, выйдя на прогулку, укусила... соседа! К счастью, «эстафеты» радости, добра, благодарности тоже существуют... Какому отклику мы дадим зеленый свет, а какой оставим при себе (или не породим вовсе), зависит только от нас. А в идеале — «ненависть не побеждается ненавистью, но любовью» (Будда).
Ответственность — штука нелегкая. Гораздо приятнее искать причину своих бед вне и считать себя невинной жертвой чьего-то дурного влияния. Но закон резонанса неумолим: любое воздействие лишь выявляет скрытое в нас. «Проблемы» не внешние, они в нас самих. Например, заболел человек. Почему? Потому что на него напали «враги» — вирусы, микробы, аллергены, канцерогены и пр.? Тактика предупреждения-лечения болезни при таком подходе очевидна: от врага надо всеми силами защищаться, а уж если он проник, то немедленно уничтожать. Но всегда ли такой подход оправдан? Есть ли альтернатива? Есть, и уходит она корнями в глубокую древность. Суть ее в том, что все внешние «враги» способны поразить только того, кто уже готов заболеть. А значит, главная причина болезни — в самом человеке. «Если вибрации злого духа-возбудителя болезни и человека совпадут — человек заболевает» (Аюрведа). И чтобы выздороветь, усилия человека в познании этой причины и в изменении себя и медицинская помощь извне должны идти навстречу друг другу.
Резонанс внутреннего и внешнего лежит в основе восприятия информации, исследования неизвестного, открытий и озарений. Таинство познания не происходит на пустом месте. Идеи витают в воздухе, но уловить их способен лишь тот, кто настроен на их восприятие. Открытие тайны — это Отклик знания на Зов усилий исследователя. Великие открытия совершают единицы, маленькие открытия сопутствуют каждому из нас. И всегда им предшествует поиск, всегда новое знание приходит на плодородную почву, удобренную знанием, уже принятым и примененным нами. Недаром говорят, что любая новая информация должна содержать долю (30-50%) известного. Только тогда она будет понята. Ведь резонанс с известным усиливает способность к восприятию нового.
Закон «подобное притягивает подобное» справедлив и в сфере взаимоотношений. Например, если нас в ком-то что-то раздражает, это верный признак того, что это качество мы носим в себе. И всю ту энергию негодования, которую привыкли изливать на провинившегося, мы можем направить на поиск соответствующего качества и его преодоление. Поэтому одним из критериев нравственной чистоты человека служат его доброта и терпимость к другим.
В жизни бывают периоды, когда человек ни с кем не находит общего языка, не может вписаться ни в один коллектив. При этом он либо пассивно ждет, когда шаги навстречу сделают другие, либо агрессивно вторгается на чужую территорию. Представим себе сложившийся коллектив оркестра и музыканта, инструмент которого расстроен. А музыкант или ждет, пока инструмент настроится сам собой, или вовсе не желает ничего менять, полагая, что только его инструмент и настроен единственно верно. Понятно, что партия этого музыканта будет в явном диссонансе с общим звучанием оркестра и дирижер будет вынужден принять меры. Что сделает музыкант? Утвердится в своей оппозиции к враждебному миру или... настроит свой инструмент в унисон с оркестром?
Мысли и чувства человека подобны инструменту. Как его настроить? Найти такой «инструмент», в гармоничности звучания которого мы не сомневаемся, чья музыка жизни пробуждает в нас стремление следовать ему. Это может быть реальный человек или герой кинофильмов, романов, легенд и мифов. И если его пример вызывает в нас резонанс, значит, в нашей душе есть хотя бы одна струна, настроенная в унисон с душой героя. «Способность восхищаться означает способность достигать, а любовь и почтение к великим означает, что человек способен дорасти до них» (А. Безант). И не беда, если в нас это вдохновляющее качество еще не проявилось сполна, если звучание нашего инструмента еще далеко не идеально. Главное, что мы хотим его достичь, что мы нашли и услышали в себе ту струну, по которой постепенно, усилие за усилием, мы будем настраивать наш инструмент. И его все более и более гармоничное звучание будет задевать соответствующие струны в душах других людей.
Человек, шаг за шагом, ступень за ступенью познающий себя, идет навстречу собственной судьбе, учится откликаться на ее Зов и становится Зовом для других. Каждое усилие, каждая победа над собой, каждый верный шаг на этом пути приближают Встречу-Резонанс человека и его Предназначения. Резонанс, который предоставляет шанс увидеть следующую ступень, а также радость и силы для ее достижения. «Каждый твой шаг на пути заставляет тот горизонт, к которому ты идешь, отодвинуться еще на шаг дальше. Когда перед тобой открывается одно таинство, это можно сравнить с силой трамплина, подбрасывающего тебя к другому таинству, еще более высокому и сокровенному... и так постоянно» (Х.А. Ливрага).
Природа стандартного камертона
(по Б.В. Гладкову)
Издавна прослеживается удивительная приверженность музыкантов звуковому сигналу, у которого частота колебаний основного тона равна 440 Гц (или близка к ней). Этот сигнал возведен в ранг стандартного международного камертона, предназначенного для настройки всех музыкальных инструментов. Стандартному камертону придано значение ноты «ля» в первой октаве музыкального звукоряда. Так почему же именно этот звук, а не какой-либо другой?
«Существует легенда, что в незапамятные времена около древнеегипетского города Фивы каждое утро на рассвете этот звук издавала огромная статуя, известная под именем колосса Мемнона, и фивские музыканты приходили к ней настраивать свои инструменты. Колосс Мемнона перестал звучать в начале нашей эры, и проверить истинность легенды сейчас невозможно» (Г.Е. Шилов).
С другой стороны, сравнительно недавно было установлено, что первый крик новорожденного, возвещающий о перемене «места жительства», оказался почти одинаковым по своей высоте (или частоте звукового сигнала) у всех особей независимо от пола и расы. С разбросом порядка -3% значение сигнала на частотной шкале соответствует 440 Гц (нота ля). В частности, об этом пишет болгарский фониатр Иван Максимов. Вероятно, этот звук стал исполнять роль опорного, поскольку соответствует первому крику новорожденного. Но тогда остается вопрос: а почему новорожденный издает именно этот звук? И имеет ли под собой почву легенда о колоссе Мемнона?
В индийской классической музыке известен такой факт: если поместить ситар в пустой комнате в углу, а напротив искусный музыкант-ситарист станет играть, то другой ситар начнет вибрировать с той же частотой, что и первый, повторяя мелодию. Но это происходит только в том случае, если музыкант высокого класса. Певец силой голоса может разбить вдребезги бокал при условии, что взятая нота точно соответствует частотным характеристикам этого бокала.
В.И. Черепанов. Резонансные методы исследования вещества
Человек в резонансе с Землей: частота сердечных сокращений в среднем составляет 70 ударов в минуту — 7 Гц (1 Гц — 1 колебание в секунду). Частота «пульса» Земли составляет около 7,5 Гц (согласно Н. Тесле).
Резонансные методы исследования вещества — наиболее чувствительные и точные. Они нашли широкое применение в физике, химии, биологии и медицине. Каждое вещество имеет свой, характерный только для него частотный или энергетический спектр. Этот набор частот служит визитной карточкой вещества, изучая которую можно распознать химический состав, структуру, симметрию, характер внутренних взаимодействий (электрических, магнитных и т.д.) между структурными единицами вещества и другие его характеристики.
Теория резонанса в химии, предложенная в 30-е гг. XX в. Л. Полингом, позволяет судить об эквивалентности тех или иных связей и структурных элементов в молекулах, об их симметрии, стабильности и реакционной способности. В рамках теории резонанса были введены такие широко используемые в настоящее время представления, как одно- и трех-электронные связи, гибридизация связевых орбиталей, сверхсопряжение, а также представление о частично ионном характере ковалентных связей между различными атомами.
Все, что происходит на плане материи, есть лишь отражение в плотной материи происходящего на высших планах, и мы всегда можем найти опору для своего хромающего воображения, изучая развитие на физическом плане.
А. Безант
Здравствуйте, уважаемые читатели блога сайт. Еще в школе на уроке физики мы изучали, что такое резонанс. Но, к сожалению, не всегда эти знания подавались в форме способствующей усвоению.
Поэтому сегодня я хочу очень коротко напомнить вам что есть такое резонанс, как он возникает и какие виды резонанса (и не только в области физики) различают.
Ну и, конечно же, все это будет рассказано максимально простыми словам на понятных всем примерах. Будет интересно, не переключайтесь...
Впервые понятие резонанса было введено в 16 веке Галилио Галеем, когда он занимался исследованием работы маятников и музыкальных струн.
В переводе с латинского слово «резонанс» буквально означает «откликаюсь » и представляет собой физическое явление, при котором собственные колебательные движения становятся вынужденными, увеличивают свою амплитуду, отвечая, таким образом, на воздействия окружающей среды.
Простыми словами резонанс – это отклик на некий раздражитель извне. Это синхронизация частот колебаний (количество колебаний в одну секунду) некой системы и воздействующей на нее внешней силы, что влечет за собой рост амплитуды колебаний данной системы.
Резонанс можно описать следующим образом:
Например , всем известно, как «работают» качели. Сначала вы делаете резкий толчок ногами от земли, и качели начинают двигаться вперед-назад. Если не вмешиваться в этот процесс, то через некоторое время они остановятся.
Но если, сидя на них, подстроиться под их движение всем телом (не быстрее и не медленнее), то амплитуда движений качелей начнет расти сама по себе. В данном случае вы, а точнее ваши движения, являются внешним воздействием, вынуждающей силой, с помощью которой качели взлетают выше.
Даже самое небольшое внешнее воздействие способно увеличить амплитуду движений некой системы в очень много раз при совпадении их частот. Из примера с качелями: маленький ребенок может раскачать взрослого даже с очень большим весом, если подстроится под движение качелей.
Чтобы лучше понять, что такое резонанс, обратимся . Им является слово «диссонанс » (от латинского «разногласящий»), что означает несовпадение, несоответствие.
Снова возьмем в пример качели: если начать резко и хаотично их дергать туда-сюда, то плавные, раскачивающие колебания вскоре сойдут на нет и качели остановятся. Еще один простой пример: если летом вы выйдете на улицу в шубе, это будет диссонанс, так как погода не соответствует вашему наряду.
В любой физической колебательной системе можно измерить степень ее отзывчивости – величину, которая называется добротностью и представляет собой уровень интенсивности отклика.
Разные показатели этой величины приводят к различным последствиям:
Феномен резонанса по праву принадлежит физике,так как был открыт ею и изначально описывал только физические явления.
Однако, на сегодняшний день этим понятием пользуются в самых разных сферах жизнедеятельности.
В связи с этим можно выделить его разные виды:
Мобильные телефоны, микроволновая печь, телевизор, эхо в горах, звучное пение в ванной комнате – везде присутствует .
На первый взгляд, резонанс – это полезное явление, которое помогает нам в разных аспектах жизни. Например, оно успешно используется в случае, когда автомобиль завяз колесами в грязи или снегу и не может тронуться с места. Раскачка авто взад-вперед помогает вызволить машину из плена.
Однако, у этого физического феномена есть и негативная сторона. В среде архитекторов существует понятие «Такомский мост»: так называют объекты, выполненные с многочисленными нарушениями строительных расчетов. Дело в том, что в 40-х годах 19 века в одном из штатов США случилось обрушение висячего моста.
Как выяснилось позже, причиной послужил резонанс: ветер усилил собственные колебания конструкции, что и привело к трагедии. После этого случая технологии мостостроения претерпели большие изменения.
Еще один печальный случай с мостом, который обрушился в момент, когда по нему шла рота военных. Солдаты, маршируя в ногу, создали колебания, которые вошли в резонанс с собственными колебаниями конструкции. С тех пор появилась новая команда «Не в ногу!», используемая командирами при прохождении через мост.
Феномен резонанса также необходимо учитывать при возведении высотных зданий, антенн, высоких опор – всего, что может войти в резонанс с воздушным потоком.
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога сайт
Вам может быть интересно
Мем - что это такое, кто их создает и как сделать свои мемы в онлайн-генераторе
Что такое ностальгия и каковы причины ее возникновения
Что такое мораль - функции, нормы и принципы морали
Комплаенс: что это - новый шаг в управлении бизнесом или бюрократические процедуры
Пруф - что это такое и почему в интернете требуют proof или пруфлинк
Трабл - что это такое и когда упоминание слова траблы будет уместно
Что такое социальный статус - виды и можно ли его повысить
Аспект - использование в разговорной речи и научная трактовка
Антураж - это способ создания нужного впечатления
Наречия - это часть речи в русском языке, поясняющая суть
Синекдоха - это пример метонимии в русском языке
Вендор - что это простыми словами
Резонанс является одним из интереснейших физических явлений. И чем глубже становятся наши познания об окружающем нас мире, тем явственнее прослеживается роль этого явления, в различных сферах нашей жизни - в музыке, медицине, радиотехнике и даже на детской площадке.
Каков же смысл этого понятия, условия его возникновения и проявление?
Вспомним простое и приятное развлечение - раскачивание на подвесных качелях.
Прикладывая в нужный момент совсем незначительное усилие, ребёнок может раскачивать взрослого. Но для этого частота воздействия внешней силы должна совпасть с собственной частотой раскачивания качелей. Только в этом случае амплитуда их колебаний заметно вырастет.
Итак, резонанс это явление резкого возрастания амплитуды колебаний тела, когда частота его собственных колебаний совпадет с частотой действия внешней силы.
Прежде всего, разберемся в понятиях - собственные и вынужденные колебания. Собственные - присущи всем телам - звёздам, струнам, пружинам, ядрам, газам, жидкостям… Обычно они зависят от коэффициента упругости, массы тела и других его параметров. Такие колебания возникают под воздействием первичного толчка, осуществляемой внешней силой. Так, чтобы привести в колебания груз, подвешенный на пружине, достаточно оттянуть его на некоторое расстояние. Возникшие при этом собственные колебания будут затухающими, поскольку энергия колебаний затрачивается на преодоление сопротивления самой колебательной системы и окружающей среды.
Вынужденные колебания возникают при воздействии на тело сторонней (внешней) силы с определенной частотой. Эту стороннюю силу ещё называют вынуждающей силой. Очень важно, чтобы эта внешняя сила действовала на тело в нужный момент и в нужном месте. Именно она восполняет потери энергии и увеличивает её при собственных колебаниях тела.
Очень ярким примером проявления резонанса является несколько случаев обрушения мостов, когда по ним строевым шагом проходила рота солдат.
Чеканный шаг солдатских сапог совпал с собственной частотой колебаний моста. Он стал колебаться с такой амплитудой, на которую его прочность не была рассчитана и… развалился. Тогда и родилась новая воинская команда «…не в ногу». Она звучит, когда пешая или конная рота солдат проходит по мосту.
Если вам случалось путешествовать на поезде, то самые внимательные из вас обратили внимание на заметные покачивания вагонов, когда его колеса попадают на стыки рельс. Это так вагон откликается, т. е. резонирует с колебаниями, возникающими при преодолении этих зазоров.
Корабельные приборы снабжают массивными подставками или подвешивают на мягких пружинах, чтобы избежать резонанса этих корабельных деталей с колебаниями корабельного корпуса. При запуске корабельных двигателей судно так может войти в резонанс с их работой, что это грозит его прочности.
Приведенных примеров достаточно, чтобы убедиться в необходимости учитывать резонанс. Но мы иногда и используем механический резонанс, не замечая этого. Выталкивая машину, застрявшую в дорожной грязи, водитель и его добровольные помощники вначале раскачивают её, а затем дружно толкают вперёд по направлению движения.
Раскачивая тяжелый колокол, звонари тоже неосознанно используют это явление.
Они ритмично в такт с собственными колебаниями языка колокола, дергают за прикрепленный к нему шнур, всё увеличивая амплитуду колебаний.
Существуют приборы, измеряющие частоту электрического тока. Их действие основано на использовании резонанса.
На страницах нашего сайта мы . Продолжим наш разговор, дополнив его примерами проявления акустического или звукового резонанса.
Для чего у музыкальных инструментов, особенно у гитары и скрипки такой красивый корпус? Неужели лишь для того, чтобы красиво выглядеть? Оказывается, нет. Он нужен для правильного звучания, всей издаваемой инструментом звуковой палитры. Звук, издаваемый самой гитарной струной достаточно тихий. Чтобы его усилить струны, располагают поверх корпуса, имеющего определенную форму и размеры. Звук, попадая внутрь гитары, резонирует с различными частями корпуса и усиливается.
Сила и чистота звука зависит от качества дерева, и даже от лака, которым покрыт инструмент.
Имеются резонаторы и в нашем голосовом аппарате. Их роль выполняют самые различные воздушные полости, окружающие голосовые связки. Они-то усиливают звук, формируют его тембр, усиливая именно те колебания, частота которых близка к их собственной. Умение использовать резонаторы своего голосового аппарата - это одна из сторон таланта певца. Им в совершенстве владел Ф.И. Шаляпин.
Рассказывают, что когда этот великий артист пел во всю мощь, гасли свечи, тряслись люстры и трескались гранёные стаканы.
Т.е. явление звукового резонанса играет громадную роль в восхитительном мире звуков.
Не миновало это явление и электрические цепи. Если частота изменения внешнего напряжения совпадет с частой собственных колебаний цепи, то может возникнуть электрический резонанс. Как всегда он проявляется в резком возрастании и силы тока и напряжения в цепи. Это чревато коротким замыкание и выходом из строя приборов, включённых в цепь.
Однако именно резонанс позволяет нам настроиться на частоту определенной радиостанции. Обычно на антенну поступает множество частот от различных радиостанций. Вращая ручку настройки, мы меняем частоту приёмного контура радиоприёмника.
Когда одна из пришедших на антенну частот совпадет с этой частотой, тогда мы и услышим эту радиостанцию.
Между поверхностью Земли и ее ионосферой существует слой, в котором очень хорошо распространяются электромагнитные волны. Этот небесный коридор называют волноводом. Рождающиеся здесь волны могут несколько раз огибать Землю. Но откуда они берутся? Оказалось, что они возникают при разрядах молний.
Профессор Мюнхенского технического университета Шуман рассчитал их частоту. Выяснилось, что она равна 10 Гц. Но именно с таким ритмом происходят колебания человеческого мозга! Этот удивительный факт не мог быть простым совпадением. Мы живём внутри гигантского волновода, который своим ритмом управляет нашим организмом. Дальнейшие исследования подтвердили это предположение. Оказалось, что искажение волн Шумана, например, при магнитных бурях ухудшает состояние здоровья людей.
Т.е. для нормального самочувствия человека ритм важнейших колебаний человеческого организма должен резонировать с частотой волн Шумана.
Электромагнитный смог от работы бытовых и промышленных электроприборов искажают природные волны Земли, и разрушает наши тонкие взаимосвязи со своей планетой.
Законам резонанса подчинены все объекты Вселенной. Этим законам подчиняются даже взаимоотношения людей. Так, выбирая себе друзей, мы ищем себе подобных, с которыми нам интересно, с которыми находимся «на одной волне».
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя
Суть явления резонанса (в переводе с латинского – «звучу в ответ» или «откликаюсь») состоит в резком увеличении размаха собственных колебаний, наблюдаемых в структурах, подверженных воздействию внешних факторов. Основное условие его возникновения – совпадение частоты этих внешних по отношению к системе колебаний с её собственными частотными параметрами, вследствие чего они начинают работать «в унисон».
Наиболее часто резонанс в физике наблюдается при изучении так называемых «линейных» образований, параметры которых не зависят от текущего состояния. Типичным их представителем являются структуры с одной степенью свободы (к ним можно отнести груз, подвешенный на пружинке, или цепь с последовательно включённой индуктивностью и емкостным элементом).
Обратите внимание! В обоих этих случаях предполагается наличие внешнего по отношению к данной системе воздействия (механического или электрического).
Рассмотрим, что такое резонанс, и в чём состоит его суть более подробно.
Явление резонанса может наблюдаться в конструкциях со следующим механическим устройством. Допустим, что имеется груз массой M, свободно подвешенный на упругой пружине. На него действует внешняя сила, амплитуда которой меняется по синусоиде:
Для оценки характера колебаний такой системы необходимо воспользоваться законом Гука, согласно которому обусловленная пружиной сила равна kx, где х – величина отклонения массы M от среднего положения. Коэффициент k описывает внутренние свойства, связанные с её упругостью.
Исходя из этих предположений и после применения несложных математических выкладок, удаётся получить результат, позволяющий сделать следующие выводы:
Каждая из этих составляющих, даже если их обнаружится несколько, будет вызывать свой резонансный отклик. Причём комплексная реакция (согласно суперпозиционному принципу) равняется сумме тех же откликов, наблюдаемых от действия каждой из внешних гармонических составляющих.
Важно! В том случае, когда в таком воздействии совсем не содержится компонентов с близкими частотами, резонанс наступить вообще не сможет.
Для анализа всех компонентов смесей, резонирующих с системными частотами, используется метод Фурье, позволяющий раскладывать сложное колебание произвольной формы на простейшие гармонические составляющие.
В электрических цепочках, состоящих из ёмкостной компоненты С и катушки индуктивности L, при наблюдении резонансных явлений нужно различать следующие две отличные по характеристикам ситуации:
В первом случае при совпадении собственных колебаний с частотой внешнего воздействия (ЭДС), изменяющейся по синусоидальному закону, наблюдаются резкие всплески амплитуды, совпадающие по фазе с внешним источником сигнала.
При параллельном включении тех же элементов под воздействием внешней гармонической ЭДС проявляется явление «антирезонанса», состоящее в резком снижении амплитуды ЭДС.
Дополнительная информация. Этот эффект, получивший название параллельного (или резонанса токов), объясняется несовпадением фаз собственных и внешних колебаний ЭДС.
На резонансных частотах реактивные сопротивления каждой из параллельных ветвей выравниваются по величине, так что в них протекают примерно одинаковые по амплитуде токи (но они всегда не совпадают по фазе).
Вследствие этого общий для всей цепи токовый сигнал оказывается на порядок меньше. Указанные свойства прекрасно описывают поведение фильтрующих контуров и цепочек, в которых применение резонанса для электротехнических нужд выражено очень наглядно.
В системах с линейными характеристиками, характеризующихся использованием нескольких (двух в частном случае) контуров, резонансные явления возможны лишь при наличии связи между ними.
Для связанных контуров справедливы следующие правила:
В контурах с большим количеством степеней свободы в основном сохраняются те же реакции, что и в системах с двумя параметрами.
Отклик систем, характеристики которых определяются текущим состоянием (их называют нелинейными), имеет более сложную форму и носит характер несимметричных проявлений. Последние зависят от соотношения характеристик сторонних воздействий и частот собственных вынужденных колебаний системы.
Обратите внимание! В этом случае они могут проявляться как дробные части частот, воздействующих на систему колебаний, или в виде кратных им величин.
Примером откликов, наблюдаемых в нелинейных системах, служат так называемые феррорезонансные явления. Они возможны в электрических цепях, в состав которых входит индуктивность с ферромагнитным сердечником, и относятся к разряду структурных.
Последнее объясняется особенностями состава вещества на атомистическом уровне, при исследовании которого обнаруживается, что ферромагнитные структуры представляют собой набор огромного числа элементарных магнитиков (спинов). Каждое из этих состояний при реакции на внешнюю «подкачку» определяется множеством различных факторов, то есть проявляется в технике как нелинейное.
В заключение следует резюмировать, что, независимо от вида исследуемой системы, суть резонансных явлений заключается в наблюдении откликов колебательных структур на прилагаемые к ним внешние воздействия. Тщательное изучение этих физических явлений позволяет получить практические результаты, способствующие внедрению в производство совершенно новых технологий.
