Приклади корисної дії резонансу. Блог "домашнє лікування". Електричний коливальний контур

Ми часто чуємо слово резонанс: «суспільний резонанс», «подія, що викликала резонанс», «резонансна частота». Цілком звичні та звичайні фрази. Але чи можете ви сказати, що таке резонанс?

Якщо відповідь відскочила у вас від зубів, ми по-справжньому пишаємося! Ну а якщо тема «резонанс у фізиці» викликає питання, то радимо прочитати нашу статтю, де ми докладно, зрозуміло та коротко розповімо про таке явище як резонанс.

Перш ніж говорити про резонанс, потрібно розібратися з тим, що таке коливання та їх частота.

Коливання та частота

Коливання – процес зміни станів системи, що повторюється у часі і відбувається навколо точки рівноваги.

Найпростіший приклад коливань – катання на гойдалках. Ми наводимо його не дарма, цей приклад ще стане нам у нагоді для розуміння суті явища резонансу надалі.

Резонанс може настати лише там, де є коливання. І не важливо, які це коливання - коливання електричної напруги, звукові коливання або просто механічні коливання.

На малюнку нижче опишемо, якими можуть бути коливання.

До речі! Для наших читачів зараз діє знижка 10% на

будь-який вид роботи

Коливання характеризуються амплітудою та частотою. Для згаданих вище гойдалок амплітуда коливань - це максимальна висота, на яку злітають гойдалки. Також ми можемо розгойдувати гойдалку повільно чи швидко. Залежно від цього змінюватиметься частота коливань.

Частота коливань (вимірюється у Герцах) – це кількість коливань в одиницю часу. 1 Герц – це одне коливання за одну секунду.

Штурхаючи гойдалки в певний момент і з певною періодичністю можна досить сильно розкачати їх, докладаючи зовсім небагато зусиль.

Суть явища резонансу

Резонанс у фізиці – це частотно-виборчий відгук коливальної системи на періодичний зовнішній вплив, який проявляється у різкому збільшенні амплітуди стаціонарних коливань при збігу частоти зовнішнього впливу з певними значеннями, характерними для даної системи.

Суть явища резонансу у фізиці у тому, що амплітуда коливань різко зростає при збігу частоти на систему зі своєю частотою системи.

Приклади резонансу

Явище резонансу спостерігається в різних фізичних процесах. Наприклад, звуковий резонанс. Візьмемо гітару. Саме собою звучання струн гітари буде тихим і майже нечутним. Проте струни недарма встановлюють над корпусом – резонатором. Потрапивши всередину корпусу, звук від коливань струни посилюється, а той, хто тримає гітару, може відчути, як вона починає трохи трястись, вібрувати від ударів по струнах. Іншими словами, резонувати.

Ще один приклад спостереження резонансу, з яким ми стикаємося – кола на воді. Якщо кинути у воду два камені, попутні хвилі від них зустрінуться та збільшаться.

Дія мікрохвильової печі також заснована на резонансі. У разі резонанс відбувається у молекулах води, які поглинають випромінювання НВЧ (2,450 ГГц). Як наслідок, молекули входять у резонанс, коливаються сильніше, а температура їжі підвищується.

Резонанс може бути як корисним, так і явищем, що приносить шкоду. А прочитання статті, як і допомога нашого студентського сервісу у важких навчальних ситуаціях, принесе вам лише користь. Якщо в ході виконання курсової вам знадобиться розібратися з фізикою магнітного резонансу, можете сміливо звертатися до нашої компанії за швидкою та кваліфікованою допомогою.

Насамкінець пропонуємо подивитися відео на тему «резонанс» і переконатися в тому, що наука може бути цікавою та цікавою. Наш сервіс допоможе з будь-якою роботою: від реферату "Мережа інтернет та кіберзлочинність" до курсової з фізики коливань або есе з літератури.

Резонанс - явище різкого зростання амплітуди вимушених коливань, що настає при наближенні частоти зовнішнього впливу до деяких значень (резонансних частот), які визначають властивості системи. Збільшення амплітуди - це лише наслідок резонансу, а причина - збіг зовнішньої (збудливої) частоти з внутрішньою (власною) частотою коливальної системи.За допомогою явища резонансу можна виділити та/або посилити навіть дуже слабкі періодичні коливання. Резонанс - явище, що полягає в тому, що при певній частоті сила, що змушує, коливальна система виявляється особливо чуйною на дію цієї сили.

Кожна механічна пружна система має свою частоту коливань. Якщо якась сила виведе цю систему з рівноваги, а потім перестане діяти, то система деякий час коливатиметься біля свого положення рівноваги. Частота цих коливань і називається своєю частотою коливань системи. Швидкість її згасання залежить від пружних властивостей і маси, від сил тертя і залежить від сили, що викликала коливання.

Якщо сила, що виводить хутро систему з рівноваги, буде змінюватися з частотою, що дорівнює частоті власної частотою коливань, то на деформацію одного періоду накладатиметься деформація наступного періоду і система розгойдуватиметься з зростаючою амплітудою,теоретично до безкінечності. Природно, що конструкція не зможе протистояти такій деформації, що все зростає, і буде руйнуватися.

Збіг частоти власних коливань із частотою зміни електродинамічної сили називається механічним резонансом.

Повний резонанс спостерігається при точному збігу частоти коливань сили з частотою власних коливань конструкції та рівних позитивних та негативних амплітудах, частковий - при неповному збігу частот та нерівних амплітудах.

Щоб уникнути хутра резонансунеобхідно, щоб частота власних коливань конструкції відрізнялася частоти зміни електродинамічної сили.Краще, коли частота власних коливань лежить нижче за частоту зміни сили. Підбір необхідної частоти своїх коливань можна проводити різними методами. Для шин, наприклад, - зміною довжини вільного прольоту

В разі, коли частота змінної складової ЕДУ близька до своєї частоти механічних коливань, навіть при порівняно невеликих зусиллях можливе руйнування апарату внаслідок явищ резонансу.

Шини під впливом ЕДУ роблять вимушені коливання як стоячих хвиль. Якщо частота вільних коливань вище 200 Гц, розрахунок зусиль проводиться для статичного режиму без урахування резонансу.

Якщо частота вільних коливань шини під час конструювання прагнуть виключити можливість резонансу рахунок вибору довжини вільного прольоту шини.

При гнучкому кріпленні шини власна частота механічних коливань знижується. Енергія ЕДУ частково витрачається на деформацію струмопровідних частин, частково на їх переміщення і пов'язаних з ним гнучких кріплень. При цьому хутро. Напруги у матеріалі шин зменшуються

Березня 02 2016

Резонанс - це різке збільшення амплітуди вимушених коливань, яке виникає при наближенні частоти зовнішнього впливу до певних значень (резонансних частот), що визначаються властивостями коливальної системи. Збільшення амплітуди відбувається при збігу зовнішньої (збудливої) частоти з внутрішньою (власною) частотою коливальної системи. За допомогою резонансних явищ можна виділити та/або посилити навіть зовсім слабкі гармонійні коливання. Резонанс - явище, що полягає в тому, що коливальна система виявляється особливо чуйною на вплив певної частоти сили, що змушує.

У нашому житті чимало ситуацій, у яких проявляється резонанс. Наприклад, якщо до струнного музичному інструментупіднести дзвінкий камертон, акустична хвиля, що виходить від камертону, викличе вібрацію струни налаштованої на частоту камертону, і вона сама зазвучить.

Ще один приклад, всім відомий експеримент із тонкостінним келихом. Якщо виміряти частоту звуку, з якою дзвенить келих, і, подати звук з такою ж частотою від генератора частот, але з більшою амплітудою, через підсилювач і динамік назад на келих, його стінки входять в резонанс з частотою звуку динаміка і починають вібрувати. Збільшення амплітуди цього звуку до рівня призводить до руйнації келиха.

Наші православні предки, ще за десятки тисяч років до приходу християнства на Русь добре знали про силу дзвону і намагалися в кожному селі встановити дзвіницю! Завдяки чому в середньовіччі Русь, багата на церковні дзвони, уникала спустошливих епідемій чуми на відміну від Європи (Галії), в якій святі інквізитори на вогнищах спалили не тільки всіх вчених і знаючих, але й усі давні «єретичні» книги, написані на глаголиці, зберігаючи унікальні знання наших предків, у тому числі і про силу резонансу!

Таким чином, усі православні знання, накопичені століттями, були заборонені, знищені та підмінені новою християнською вірою. При цьому донині дані про біорезонанс знаходяться під забороною. Навіть через століття будь-яка інформація про методи лікування, які не приносять прибуток фармацевтичної промисловості, замовчується. У той час, як щорічний багатомільярдний оборот фармацевтики зростає з кожним роком.

Яскравий приклад застосування резонансних частот на Русі, і це факт, від якого не можна відмовитися. Коли в Москві в 1771 (1771 р.) спалахнула епідемія чуми, Катерина II відправила з Петербурга графа Орлова з чотирма лейб-гвардіями і величезним штатом лікарів. Все життя в Москві було паралізоване. Щоб відігнати «морові пошесті» миряни обкурювали житла, на вулицях розводили величезні багаття, і вся Москва була огорнута чорним димом, бо тоді вважалося, що чума поширюється повітрям, але це мало допомагало. А ще щосили били на сполох (найбільший дзвін) і в усі дзвони меншого розміру протягом 3-х днів поспіль, тому що свято вірили, що дзвін відведе від міста страшну біду. За кілька днів епідемія почала відступати. "В чому секрет?" - Запитайте Ви. Насправді відповідь лежить на поверхні.

А тепер розглянемо відомий приклад використання біорезонансу в наш час. З метою дотримання чистоти експерименту, медики в палату з онкологічними хворими поставили металеві пластини, на кшталт тих, що використовувалися в стародавніх монастирях, щоб дзвони у пацієнтів не могли асоціюватися з церквою, і самонанесення, що народжується мимоволі, не могло суттєво вплинути на результати досліджень. При підборі індивідуальних частот кожного хворого використовувалося безліч титанових пластин різного розміру. Підсумок перевершив усі очікування!

Після впливу акустичних хвиль певної частоти на біологічно активні точки пацієнтів у 30% хворих припинився больовий синдром, і вони змогли заснути, а ще у 30% хворих припинилися болі, які не знімалися найсильнішими наркотичними анестетиками!

В даний час для досягнення резонансного ефекту немає необхідності використовувати величезні дзвони, але є унікальна можливість використовувати досягнення науки і техніки, створені електронні прилади на основі частотного резонансу, іншими словами прилади біорезонансної терапії Smart Life.

Ефект резонансу в біологічних структурах можна викликати за допомогою:

Акустичні хвилі

Механічного впливу

Електромагнітних хвиль видимого та радіочастотного діапазонів

Імпульсів магнітного поля

Імпульсів слабкого електричного струму

Імпульсного теплового впливу

Тобто, ефект резонансу в біологічних структурах можна викликати зовнішнім впливом та будь-якими фізичними явищами, що виникають у процесі біохімічних реакцій усередині живої клітини. Причому кожна біологічна структура має свій унікальний частотний спектр, що супроводжує біохімічні процеси та відгукується на зовнішній вплив, як основної резонансної частоти, так і вищих чи нижчих гармонік від основної частоти, з амплітудою в стільки разів більшою, наскільки ці гармоніки відстоять від частоти основного резонансу .

Як в повсякденному життіможна використовувати силу резонансу, і який метод впливу вибрати?

Акустичні хвилі

Вгадайте, що відбувається із зубним каменем під час його видалення, за допомогою ультразвуку в кабінеті у стоматолога або при руйнуванні каменів у нирках? Відповідь очевидна. І, без сумніву, акустичний вплив - це чудова можливість для лікування організму, якби не одне «але». Дзвони багато важать, дорого коштують, створюють сильний шум і можуть використовуватися виключно стаціонарно.

Щоб викликати хоча б якийсь відчутний ефект від впливу пульсуючого магнітного поля на все тіло, необхідно виготовити електромагніт величезних розмірів і масою пару тонн, він займатиме підлогу кімнати і споживатиме дуже багато електроенергії. Інертність системи не дозволить використовувати його на високих частотах. Маленькі електромагніти можна використовувати лише локально через малий радіус дії. Також потрібно точно знати зони на тілі та частоту впливу. Висновок невтішний: використовувати магнітне поле для терапії захворювань економічно не доцільно в домашніх умовах.

Зовнішнього впливу до деяких значень (резонансних частот), що визначаються властивостями системи. Збільшення амплітуди - це лише слідстворезонансу, а причина- збіг зовнішньої (збуджуючої) частоти з внутрішньою (власною) частотою коливальної системи. За допомогою явища резонансу можна виділити та/або посилити навіть дуже слабкі періодичні коливання. Резонанс - явище, що полягає в тому, що при певній частоті сила, що змушує, коливальна система виявляється особливо чуйною на дію цієї сили. Ступінь чуйності теоретично коливань описується величиною, званої добротність . Явище резонансу вперше було описано Галілео Галілеєм у 1602 р у роботах, присвячених дослідженню маятників та музичних струн.

Механіка

Найбільш відома більшості людей механічна резонансна система - це звичайна гойдалка. Якщо ви підштовхуватимете гойдалки відповідно до їх резонансної частоти, розмах руху буде збільшуватися, в іншому випадку рухи будуть загасати. Резонансну частоту такого маятника з достатньою точністю в діапазоні малих зсувів від рівноважного стану можна знайти за формулою:

Механізм резонансу у тому, що магнітне полі індуктивності генерує електричний струм, Заряджає конденсатор, а розрядка конденсатора створює магнітне поле в індуктивності - процес, який повторюється багаторазово, за аналогією з механічним маятником.

Взявши, що в момент резонансу індуктивна та ємнісна складові імпедансу рівні, резонансну частоту можна знайти з виразу

де; f - резонансна частота у герцах; L - індуктивність у генрі; C-ємність у фарадах. Важливо, що у реальних системах поняття резонансної частоти нерозривно пов'язані з смугою пропусканнятобто діапазоном частот, в якому реакція системи мало відрізняється від реакції на резонансній частоті. Ширина смуги пропускання визначається добротністю системи.

НВЧ

У НВЧ електроніці широко використовуються об'ємні резонатори, найчастіше циліндричної або тороїдальної геометрії з розмірами порядку довжини хвилі, в яких можливі добротні коливання електромагнітного поляна окремих частотах, що визначаються граничними умовами. Найвищу добротність мають надпровідні резонатори, стінки яких виготовлені з надпровідника і діелектричні резонатори з модами галереї, що шепоче.

Оптика

Акустика

Резонанс - один із найважливіших фізичних процесів, що використовуються при проектуванні звукових пристроївбільшість з яких містять резонатори, наприклад, струни і корпус скрипки, трубка у флейти, корпус у барабанів.

Астрофізика

Орбітальний резонанс у небесній механіці - це ситуація, коли два (чи більше) небесних тіла мають періоди звернення, які ставляться як невеликі натуральні числа. В результаті ці небесні тіланадають регулярний гравітаційний вплив один на одного, який може стабілізувати їх орбіти.

Резонансний метод руйнування льоду

Відомо, що під час руху навантаження по крижаному покриву розвивається система згинальних гравітаційних хвиль (ІГВ). Це поєднання згинальних коливань пластини льоду та пов'язаних з ними гравітаційних хвиль у воді. Коли швидкість навантаження близька до мінімальної фазової швидкості ІГВ, вода припиняє підтримку крижаного покриву і підтримка здійснюється тільки пружними властивостями льоду. Амплітуда ІГВ різко зростає, і з достатнім навантаженням починається руйнування. Потужність в кілька разів нижче (залежно від товщини льоду) в порівнянні з криголамами і криголамними навісними обладнаннями. Цей метод руйнування льоду відомий як резонансний метод руйнування льоду Вчений Козін Віктор Михайлович отримав експериментальні теоретичні криві, які показують можливості свого методу.

Примітки

Див. також

Література

• Richardson LF(1922), Weather prediction by numerical process, Cambridge.
• Bretherton FP(1964), Resonant interactions між waves. J. Fluid Mech., 20, 457-472.
• Бломберген Н.Нелінійна оптика, М.: Світ, 1965. – 424 с.
• Захаров Ст Є.(1974), Гамільтонів формалізм для хвиль у нелінійних середовищах з дисперсією, Изв. вузів СРСР. Радіофізика, 17(4), 431-453.
• Арнольд Ст І.Втрата стійкості автоколивань поблизу резонансів, Нелінійні хвилі / Ред. А. В. Гапонов-Гріхів. - М: Наука, 1979. С. 116-131.
• Kaup PJ, Reiman A та Bers A(1979), Space-time evolution of nonlinear three-wave interactions. Interactions in a homogeneous medium, Rev. of Modern Phys, 51 (2), 275-309.
• Haken H(1983), Advanced Synergetics. Інстабільність Hierarchies of Self-Organizing Systems and devices, Berlin, Springer-Verlag.
• Філіпс О.М.Взаємодія хвиль. Еволюція ідей, сучасна гідродинаміка. Успіхи та проблеми. - М: Мир, 1984. - С. 297-314.
• Журавльов В. Ф., Клімов Д. М.Прикладні методи теорії коливань. - М: Наука, 1988.
• Сухоруков А.ПНелінійні хвильові взаємодії в оптиці та радіофізиці. - М: Наука, 1988. - 232 с.
• Брюно А. Д.Обмежене завдання трьох тіл. - М: Наука, 1990.

Посилання

• Демонстрація явища резонансу на прикладі вимушених коливань пружинного маятника

Wikimedia Foundation.

СинонімиРезонанс - Резонанс: а резонансні криві лінійних осциляторів за різної добротності Q(Q3>Q2>Q1), x інтенсивність коливань; б залежність фази від частоти при резонансі. РЕЗОНАНС (французька resonance, від латинського resono відгукуюсь), різке…

Ілюстрований енциклопедичний словник РЕЗОНАНС, резонансу, мн. ні, чоловік. (Від лат. resonans дає відгук). 1. У відповідь звучання одного з двох тіл, налаштованих в унісон (фіз.). 2. Здатність збільшувати силу та тривалість звуку, властива приміщенням, внутрішня поверхня… …Тлумачний словник

Ушакова Відгук, резонон, мезомерія, відгук, адрон, частка, відлуння Словник російських синонімів. резонанс див. відгук Словник синонімів російської мови. Практичний довідник М: Російська мова. З. Є. Александрова. 2 …

Словник синонімів РЕЗОНАНС, різке збільшення амплітуди коливань механічної або акустичної системи у разі вимушених коливань, викликаних зовнішнім джерелом. Це явище виникає, коли частота прикладеної сили дорівнює своїй частоті коливань системи …

Науково-технічний енциклопедичний словник - (франц. resonance від лат. resono відгукуюсь), різке зростання амплітуди встановлених вимушених коливань при наближенні частоти зовнішнього гармонійного впливу до частоти одного зі власних коливань системи …

Великий Енциклопедичний словник РЕЗОНАНС, а, чоловік. 1. Порушення коливань одного тіла коливаннями іншого тієї ж частоти, а також звучання у відповідь одного з двох тіл, налаштованих в унісон (спец.). 2. Здатність посилювати звук, властивий резонаторам чи приміщенням, стіни до …

Тлумачний словник Ожегова Чоловік, франц. гук, гул, рай, відгомін, відгул, гул, віддача, удар; звучність голосу, місцевістю, за розмірами кімнати; звучність, дзвінкість музичної зброї, за будовою його. | У роялі, фортепіано, гуслях: дек, палуба, стар. поличка, дошка …

Тлумачний словник Даля - (від латів. resonare – повторювати) коливання одного з тих, що вагаються тіл, «налаштованих» на певну кількість коливань (усі тіла більш-менш здатні виробляти їх), які взаємодіють з коливаннями, виробленими ін. тілом, що вагається з ...

1. У загальному механічному сенсі відгук тіла, здатного вагатися з певним періодом (т. зв. власним періодом коливань), на коливання того ж періоду, що дійшли до нього. Явлення Р. виражаються зазвичай у значному збільшенні амплітуди.

В результаті резонансу коливальна система виявляється особливо чуйною на дію зовнішньої сили. Ступінь чуйності теоретично коливань описується величиною, званої добротністю . За допомогою резонансу можна виділити та/або посилити навіть дуже слабкі періодичні коливання.

Явище резонансу вперше було описано Галілео-Галілеєм у 1602 р. у роботах, присвячених дослідженню маятників та музичних-струн.

Енциклопедичний YouTube

• 1 / 5

  Найбільш відома більшості людей механічна резонансна система - це звичайна гойдалка. Якщо підштовхувати гойдалки відповідно до їхньої резонансної частоти, розмах руху збільшуватиметься, інакше рухи загасатимуть. Резонансну частоту такого маятника з достатньою точністю в діапазоні малих зсувів від рівноважного стану можна знайти за формулою:

  f = 1 2 π g L (\displaystyle f=(1 \over 2\pi )(\sqrt (g \over L))),

  Механізм резонансу полягає в тому, що магнітне поле індуктивності генерує електричний струм, що заряджає конденсатор, а розрядка конденсатора створює магнітне поле в індуктивності - процес, який багаторазово повторюється, за аналогією з механічним маятником.

  Взявши, що в момент резонансу індуктивна та ємнісна складові імпедансу рівні, резонансну частоту можна знайти з виразу

  ω L = 1 ω C ⇒ ω = 1 L C,

  де ω = 2 π f (\displaystyle \omega =2\pi f); f - резонансна частота у герцах; L - індуктивність у генрі; C-ємність у фарадах. Важливо, що у реальних системах поняття резонансної частоти нерозривно пов'язані з смугою пропусканнятобто діапазоном частот, в якому реакція системи мало відрізняється від реакції на резонансній частоті. Ширина смуги пропускання визначається добротністю системи.

  В електронних пристроях застосовуються різні електромеханічні резонансні системи.

  НВЧ

  Оптика

  В оптичному діапазоні найпоширенішим типом резонатора є резонатор Фабри-Перо, утворений парою дзеркал, між якими в резонансі встановлюється стояча хвиля. Застосовуються також кільцеві резонатори з біжучою хвилею і оптичні мікрорезонатори з модами шепочучої галереї.

  Акустика

  Резонанс - один з найважливіших фізичних процесів, що використовуються при проектуванні звукових пристроїв, більшість з яких містять резонатори, наприклад, струни та корпус скрипки, трубка у флейти, корпус у барабанів.

  Для акустичних систем і гучномовців резонанс окремих елементів (корпусу, дифузора) є небажаним явищем, оскільки погіршує рівномірність