Резонанс във физиката (от френски résonance) е явление, което настъпва при изравняване на честотата на външната сила с честотата на собствените трептения на системата и се изразява в рязко нарастване на амплитудата на принудените трептения.
Механичен резонанс
Елементарен пример за механичен резонанс е люлката. Ако човек се опитва да поддържа честота, близка до резонансната честота на люлката, последната ще отива все по-високо (увеличена амплитуда). Люлката може да се разглежда като обикновено махало и тогава резонансната честота с доста голяма точност може да се опише с формулата:
f = {1 \over 2 \pi} \sqrt {g \over L} ,
където L е дължината, а g е гравитационното ускорение.
Резонансната честота е много важно понятие, особено при строежа на мостове. През 1905 година рухва Египетският мост в Санкт Петербург. В основата на механичния резонанс стои преобразуването на кинетичната енергия в потенциална и обратно.
Магнитен резонанс
Магнитен резонанс се получава при избирателното поглъщане от дадено вещество на електромагнитна вълна с точно определена честота. Магнитният резонанс се използва в медицината за правене на снимки на меките тъкани.
Електронен парамагнитен резонанс
Представлява избирателно поглъщане на радиовълни от парамагнитно вещество. Намира приложение при изследване структурата на твърди тела, в квантови усилватели, в химията и други.
Ядрен квадруполен резонанс
Представлява избирателно поглъщане на електромагнитни вълни от кристали. Определя се от квантови преходи между енергийни състояния с различна ориентация на електрическия квадруполен момент на атомното ядро.
Ядрен магнитен резонанс
Основна статия: Ядрен магнитен резонанс
Избирателно поглъщане на електромагнитни вълни от дадено вещество. Определя се от квантови преходи на атомни ядра между енергийни състояния с различна ориентация на спина на ядрото.
Акустичен резонанс
Трептяща струна: първа (основна), втора и трета хармонична
Много струнни инструменти, като например китарата, имат основна резонансна честота, зависеща от дължината и натягането на струната. Дължината на вълната на първия резонанс е равна на удвоената дължина на струната.
f = {v \over 2L},
където L е дължината на струната, неподвижно прикрепена в двата края. Скоростта на разпространение на вълната се дава с:
v = \sqrt {T \over \rho},
където T е напрежението (натягането) на струната.
Честотата на главния резонанс се изразява с:
f = {\sqrt {T \over \rho} \over 2 L} = {\sqrt {T \over m / L} \over 2 L} = {\sqrt {T \over 4mL}},
където T е силата на натягането, ρ — плътността, а m — масата на струната.
Увеличението на T и намаляването на L увеличава резонансната честота. Освен основната честота f, съществуват и втора, трета, четвърта и т. н. хармонични честоти, кратни на основната — 2f, 3f, 4f...
Механичен резонанс
Елементарен пример за механичен резонанс е люлката. Ако човек се опитва да поддържа честота, близка до резонансната честота на люлката, последната ще отива все по-високо (увеличена амплитуда). Люлката може да се разглежда като обикновено махало и тогава резонансната честота с доста голяма точност може да се опише с формулата:
f = {1 \over 2 \pi} \sqrt {g \over L} ,
където L е дължината, а g е гравитационното ускорение.
Резонансната честота е много важно понятие, особено при строежа на мостове. През 1905 година рухва Египетският мост в Санкт Петербург. В основата на механичния резонанс стои преобразуването на кинетичната енергия в потенциална и обратно.
Магнитен резонанс
Магнитен резонанс се получава при избирателното поглъщане от дадено вещество на електромагнитна вълна с точно определена честота. Магнитният резонанс се използва в медицината за правене на снимки на меките тъкани.
Електронен парамагнитен резонанс
Представлява избирателно поглъщане на радиовълни от парамагнитно вещество. Намира приложение при изследване структурата на твърди тела, в квантови усилватели, в химията и други.
Ядрен квадруполен резонанс
Представлява избирателно поглъщане на електромагнитни вълни от кристали. Определя се от квантови преходи между енергийни състояния с различна ориентация на електрическия квадруполен момент на атомното ядро.
Ядрен магнитен резонанс
Основна статия: Ядрен магнитен резонанс
Избирателно поглъщане на електромагнитни вълни от дадено вещество. Определя се от квантови преходи на атомни ядра между енергийни състояния с различна ориентация на спина на ядрото.
Акустичен резонанс
Трептяща струна: първа (основна), втора и трета хармонична
Много струнни инструменти, като например китарата, имат основна резонансна честота, зависеща от дължината и натягането на струната. Дължината на вълната на първия резонанс е равна на удвоената дължина на струната.
f = {v \over 2L},
където L е дължината на струната, неподвижно прикрепена в двата края. Скоростта на разпространение на вълната се дава с:
v = \sqrt {T \over \rho},
където T е напрежението (натягането) на струната.
Честотата на главния резонанс се изразява с:
f = {\sqrt {T \over \rho} \over 2 L} = {\sqrt {T \over m / L} \over 2 L} = {\sqrt {T \over 4mL}},
където T е силата на натягането, ρ — плътността, а m — масата на струната.
Увеличението на T и намаляването на L увеличава резонансната честота. Освен основната честота f, съществуват и втора, трета, четвърта и т. н. хармонични честоти, кратни на основната — 2f, 3f, 4f...