Kritické příklady rezonance 20+ v každodenním životě s vysvětlením, častými dotazy

Co vysvětluje rezonance na příkladu?

Rezonanční příklady v každodenním životě | Praktické příklady rezonance.

Byly vysvětleny běžné rezonanční příklady v každodenním životě, jako je rezonance kvůli zvuku motoru automobilu, rozbití skla, oscilace visutého můstku kvůli větru, ohřev mikrovlnnou rezonancí, ovládání rádiových kanálů pomocí rezonanční frekvence, vibrace kvůli hlasitému hudebnímu systému a další .

• Zvuk motoru: Chrastivý zvuk autobusu nebo motoru nákladního vozidla, který často slyšíme, když je autobus nečinný, je příkladem výskytu rezonančního jevu. Vibrace motorového motoru mohou způsobit rezonanční vlny v sousedních strukturách, když je frekvence vibrací motoru srovnatelná s frekvencí vibrací okolních struktur.
• Rozbití skla: Rozbití sklenice na víno vysokým hlukem patřícím do rezonančního frekvenčního rozsahu sklenice. Toto jsou příklady akustické rezonance.
• Oscilace visutého mostu: Vítr může zesílit oscilace visutého mostu tím, že most osciluje na frekvenci, která se rovná jeho rezonanční frekvenci. Silný vítr může v závěsném mostě vyvolat strukturální rezonanci, která může způsobit jeho katastrofální kolaps.
• Houpačky může být tlačen v pravidelných intervalech, aby odpovídal jeho přirozené rezonanční frekvenci, aby se dostal do oscilačního pohybu s vysokou amplitudou.
• Mikrovlnný rezonanční ohřev: Fenomén rezonance také pomáhá při rychlém ohřevu jídla v mikrovlnné troubě. Mikrovlnná trouba vyzařuje pro vaření jídla mikrovlnné záření, které patří k určité vlnové délce a frekvenci. Pokud se frekvence záření shoduje s rezonanční frekvencí molekul potravin, pak molekuly začnou absorbovat vlnové délky a začnou vibrovat, čímž se jídlo vaří a ohřívá.
• Ovládání rádiových kanálů pomocí rezonance: Funkcí knoflíku rádia je změna normální frekvence přijímače. Tato normální frekvence přijímače je nastavena tak, aby odpovídala vysílací frekvenci rádiové stanice pro případ přenosu energie. Tento přenos energie nám pak umožňuje slyšet zvuk zvoleného kanálu.
• Vibrace způsobené hlasitým hudebním systémem: Hlasitý hudební systém může někdy způsobit vibrace domácího nábytku a stěn. To se stalo, pokud přírodní frekvence. nábytku synchronizovat s rezonanční frekvencí vibrací hudebního systému.
• Mechanismus udržování času moderních hodinek.
• Projekt koherentní tvorba světla optickou rezonancí v laserových dutinách. Toto je také běžný příklad rezonance.
• Přílivová rezonance zátoky.
• Akustická rezonance příklady nalezené v různých hudebních nástrojích atd.

Co je rezonance a její praktické využití? | Co je to rezonanční teorie?

Definice rezonance:

Rezonance ve fyzice označuje jev, při kterém amplituda a vlna se zvyšuje, když frekvence Periodicky působící síla (nebo její Fourierova složka) se stane srovnatelnou nebo rovnou vlastní frekvenci systému, na který síla působí. V dynamickém systému, pokud aplikujeme oscilační sílu na rezonanční frekvenci, pak můžeme pozorovat, že systém začne kmitat s amplitudou vyšší, než je výsledná amplituda, když na nerezonanční frekvenci působí stejná oscilační síla.

Slovo „rezonance“ vzniklo z latinského slova „resonantia“ a „resonare“, což znamenalo „ozvěna“ a „rezonance“. Termín našel bytí primárně v doméně akustiky, hlavně ze soucitné rezonance, kterou bylo možné vidět u hudebních nástrojů, jako je kytara, kde jedna struna začíná vibrovat a vydávat zvuk po zasažení jiné struny.

Někdy frekvence rezonance nebo rezonanční frekvence také označuje frekvenci, která způsobuje, že amplituda odezvy je relativní maximum. Velké amplitudové oscilace mohou být generovány účinkem malé periodické síly, které jsou srovnatelné s rezonanční frekvencí systému, protože mají schopnost ukládat vibrační energii.

Jaké jsou typy rezonančních frekvencí?

Různé typy rezonanční frekvence:

Fenomén rezonance může probíhat v různých druzích vibrací nebo vln. Mezi nejvýznamnější vibrace, kde hraje hlavní roli rezonance, patří

1. Mechanické vibrace nebo vlny (mechanická rezonance),
2. Akustické vibrace nebo vlny (akustická rezonance),
3. Elektromagnetické vibrace nebo vlny (elektromagnetická rezonance),
4. Nukleární magnetické vibrace nebo vlny (nukleární magnetická rezonance (NMR)),
5. Vibrace nebo vlny elektronového rotace (elektronová rotační rezonance (ESR)),
6. Rezonance funkce kvantové vlny.

Určité frekvence lze dosáhnout použitím rezonančního systému pro generování vibrací. Takové aplikace jsou vyžadovány v hudebních nástrojích nebo ve filtrech pro výběr určité frekvence nebo malého rozsahu frekvencí ze komplexní vibrace, která se skládá z řady různých frekvencí.

Praktické příklady nucených kmitů a rezonance

Podívejme se na různé typy příkladů fyzické rezonance:

Frekvence mechanické rezonance

Mechanická rezonance označuje jev afinity mechanického systému reagovat se zvýšenou amplitudou, když se frekvence jeho oscilace bude shodovat s přirozenou frekvencí systému. vibrací (na své rezonanční frekvenci nebo rezonanční frekvenci) než na jiných frekvencích, což by mohlo vést ke zlomyslným kolísavým pohybům a případně ke katastrofálním poruchám v nedostatečně postavených konstrukcích, jako jsou mosty, budovy a letadla. Takové typy výskytu se nazývají rezonanční katastrofy.

Je známo, že rezonanční objekt může mít více než jednu rezonanční frekvenci. To znamená, že na těchto frekvencích je pravděpodobnější, že objekt vibruje snadno a pro ostatní frekvence relativně méně. Fenomén mechanické rezonance využívají hodiny k udržení času přizpůsobením frekvencí kyvadla, vyvažovacího kola nebo křemenného krystalu.

Akustická rezonanční frekvence

Akustická rezonance označuje jev, kdy je sluchový systém schopen zesílit zvukové vlny náležející k frekvenci, která se rovná jedné z přirozených frekvencí vibrací nebo frekvencí rezonance. Akustickou rezonanci lze označit jako úzkou část mechanické rezonance patřící do rozsahu frekvencí lidského sluchu. V širším smyslu však akustika řídí vibrační vlny v hmotě, a proto je možné, aby akustická rezonance probíhala na frekvencích přesahujících rozsah frekvencí patřících do slyšitelného rozsahu lidských bytostí.

Typicky je vidět, že akusticky rezonanční objekt má více než jednu frekvenci rezonance. To je více pozorováno na harmonických nejsilnějších akustických rezonancí materiálu. To znamená, že na těchto frekvencích je pravděpodobnější, že objekt vibruje snadno a pro ostatní frekvence relativně méně. Rezonanční objekt obecně volí nebo „vybírá“ svoji frekvenci rezonance z řady komplexních excitací, například z impulzního buzení nebo širokopásmového buzení. V důsledku toho objekt odfiltruje všechny zbývající frekvence, které nepatří do jeho rezonančního frekvenčního rozsahu.

Podobně jako mechanická rezonance může akustická rezonance také vést k kolísavým pohybům, které mohou být způsobeny poruchou vibrátorů. Velmi častým příkladem rezonance, kterému čelíme v našem každodenním životě, je rozbití sklenice na víno vysokým hlukem, který patří do rezonančního frekvenčního rozsahu sklenice.

Frekvence elektromagnetické rezonance (EMR)

Elektromagnetická rezonance se týká fenoménu regulace síly magnetického pole a frekvenci záření pro produkci absorpce záření. Tento efekt elektromagnetické rezonance je generován současným aplikováním stabilního magnetického pole a elektromagnetického záření (obvykle ve formě rádiových vln) na vzorek elektronů.

Elektronová magnetická rezonance (EMR) je považována za interdisciplinární doménu, která má mnoho různých typů ve fyzice, chemii a biologii. Některé z forem elektronové magnetické rezonance jsou elektronová paramagnetická rezonance (EPR), elektronová spinová rezonance (ESR) a elektronová cyklotronová rezonance (ECR). V EMR je pozornost věnována elektronům namísto jader nebo iontů, jak je pozorováno v NMR a ICR.

Frekvence nukleární magnetické rezonance (NMR)

Nukleární magnetická rezonance (NMR) označuje fyzikální jev, který zahrnuje rušení jader ve velmi silném spojitém magnetickém poli pomocí slabého oscilačního magnetického pole a jeho retortu generováním elektromagnetického signálu s charakteristickou frekvencí magnetického pole přítomného na jádro. Tento jev je pozorován v oblasti blízké rezonance, kde lze frekvenci kmitání srovnávat s vlastní frekvencí jader. Tento proces je závislý na síle statického magnetického pole, chemických vlastnostech okolního média / materiálu a vlastnostech magnetismu prokázaných použitým izotopem.

Pro praktické aplikace, které zahrnují statická magnetická pole v rozsahu až ca. 20 tesla, pozorovaná frekvence je srovnatelná s televizním vysíláním VHF (velmi vysoká frekvence) a UHF (velmi vysoká frekvence), které se pohybuje od 60 MHz do přibližně 1000 MHz. Nukleární magnetická rezonance (NMR) nastává v důsledku určitých zvláštních vlastností magnetismu prokázaných určitými atomovými jádry. Aplikace nukleární magnetické rezonanční spektroskopie je široce vidět při určování uspořádání organických molekul v roztoku a studiu molekulární fyziky krystalů i určitých nekrystalických objektů. Další aplikace nukleární magnetické rezonance nebo NMR je v oblasti komplexních lékařských zobrazovacích technik, například magnetické rezonance (MRI).

Frekvence elektronové paramagnetické rezonance (EPR)

Elektronová paramagnetická rezonance nebo EPR známá také jako elektronová spinová rezonanční ESR spektroskopie označuje proces zkoumání a analýzy materiálů, které mají nepárové elektrony. Elementární teorie elektronové paramagnetické rezonance nebo EPR jsou ekvivalentní konceptům nukleární magnetické rezonance (NMR). V tomto však rotace, které jsou excitovány, patří elektronům jako náhrada za atomová jádra. Elektronová paramagnetická rezonance nebo EPR spektroskopie jsou převážně cenné pro analýzu kovových komplexů a organických radikálů.

První pozorování elektronové paramagnetické rezonance (EPR) proběhlo na Kazanské státní univerzitě. Experiment provedl pozoruhodný sovětský fyzik Jevgenij Zavoisky v roce 1944 a ve stejném období byl vyvinut autonomně Brebisem Bleaneyem z Oxfordské univerzity ve Velké Británii. Aplikace spektroskopie EPR nebo ESR je přítomna v mnoha vědních oborech, obecně v biologii, chemii a fyzice a využívá se k detekci a identifikaci volných radikálů v pevném, kapalném nebo plynném stavu materiálů a v paramagnetických centrech, jako jsou F-centra .

Výhody rezonance

Výhody a nevýhody rezonance s náležitým vysvětlením byly rozpracovány. Výhoda, jako je měření neznámých frekvencí oscilujících objektů, generování různých zvukových poznámek hudebními nástroji, rádio pro ladění různých kanálů, je jen málo dobrých aplikací. Fenomén rezonance může někdy vést ke katastrofálním výsledkům, málo takových rezonancí příklady také vysvětleny vědeckými vysvětleními. Rezonance je užitečná z různých důvodů, jako jsou:

1. Fenomén rezonance je široce používán pro měření neznámých frekvencí kmitajících předmětů.
2.  Fenomén rezonance hraje velmi důležitou roli při generování různých zvukových not pomocí hudebních nástrojů.
3. Fenomén rezonance je široce používán v rádiu pro ladění různých kanálů.
4. Fenomén rezonance je široce používán pro analýzu not.
5. Fenomén rezonance je široce používán v mikrovlnném vaření.

Nevýhody rezonance

Fenomén rezonance může někdy vést ke katastrofálním výsledkům. Podívejme se:

• Víme, že vojáci jsou trénováni k pravidelnému pochodu. Jejich pochodové kroky se tedy stávají periodickými a mají určitou frekvenci. Při pochodování na úzkém můstku s pružnou strukturou, pokud se náhodou pochodová frekvence souboru vojáků shoduje s rezonanční frekvencí můstku, lze ji nastavit do velkých amplitudových oscilací. K takové události došlo ve 12^th dubna 1831 v anglickém Salfordu, kde se zhroutil visutý most Broughton, když na něj pochodovala skupina britských vojáků. Od té události britská armáda nařídila svým vojákům, aby zastavili toto tempo při pochodech přes mosty, aby se vyhnuli rezonanci způsobené jejich pravidelným pochodovým vzorem narušujícím most.

• Bylo zjištěno, že vibrace motorového motoru mohou způsobit rezonanční vlny v sousedních strukturách, když je frekvence vibrací motoru srovnatelná s frekvencí vibrací okolních struktur. Chrastivý zvuk autobusu nebo motoru nákladního vozidla, který často slyšíme, když je autobus nečinný, je příkladem výskytu takového jevu.

• Silný vítr může v závěsném mostě vyvolat strukturální rezonanci, která může způsobit jeho katastrofální kolaps. The síla větru může zesílit oscilace, pokud dokáže oscilovat můstek na frekvenci, která se rovná jeho rezonanční frekvenci. Tento jev je pozorován u mnoha visutých mostů v celé Evropě a USA. Tyto visuté mosty se zhroutily kvůli strukturální rezonanci způsobené mírným větrem. Dalším důležitým příkladem je zhroucení zúženého mostu Tacoma 7. listopadu 1940. Vědec Robert H. Scanlan spolu s dalšími členy jeho týmu však tvrdil, že výskyt takových zhroucení mostu byl vyvolán aeroelastickým třepetáním. Aeroelastický flutter je definován jako komplexní interakce mezi procházejícím větrem a mostními konstrukcemi. Lze to nazvat jako druh sebe-oscilace nebo „samonosná vibrace“ v oblasti nelineární teorie vibrací.

Často kladené otázky o rezonanci

Otázka 1. Je ozvěna příkladem rezonance? | Jaký je rozdíl mezi rezonanční ozvěnou a dozvukem ?

Ne, rezonance ve fyzice odkazuje na jev, ve kterém amplituda vlny se zvyšuje když frekvence síly (nebo její Fourierovy složky), která je periodicky aplikována, se stane srovnatelnou nebo rovnou vlastní frekvenci systému, na který síla působí. Zatímco ozvěna se vztahuje k odrazu zvukové vlny (když narazí na tuhý předmět), která se k posluchači dostane s malým zpožděním nebo zpožděním po původním zvuku.

Otázka 2. Je dozvuk příkladem rezonance?

Ne, rezonance ve fyzice odkazuje na jev, ve kterém amplituda vlny se zvyšuje když frekvence síly (nebo její Fourierovy složky), která je periodicky aplikována, se stane srovnatelnou nebo rovnou vlastní frekvenci systému, na který síla působí. Zatímco dozvuk se týká výskytu vícenásobných odrazů zvuku, které vytvářejí prodloužený efekt zvuku. Často se nazývá vícenásobná ozvěna vyskytující se společně.

Otázka 3. Co je amplitudová rezonance?

Příklady amplitudové rezonance se vztahují k jevu, kdy při určité frekvenci dané sinusové excitace systém generuje maximální amplitudu oscilace.

Otázka 4. Je rezonance druh rušení?

Ano, všechny formy vibračních rezonancí probíhají v důsledku konstruktivních a destruktivní rušení. Při rezonančních frekvencích podléhají rezonanční struktury konstruktivní interferenci za vzniku stojatých vln s většími amplitudami. Zatímco na všech ostatních frekvencích kromě rezonančních frekvencí, dochází k destruktivní interferenci a vlnění chybět. Takže příklady rezonance jsou typem interference.

Otázka 5. Jak je houpačka příkladem rezonance?

Houpačky lze v pravidelných intervalech tlačit tak, aby odpovídaly její přirozené rezonanční frekvenci a nastavily ji do oscilačního pohybu s vysokou amplitudou. Silný vítr může v závěsném mostě vyvolat strukturální rezonanci, která může způsobit jeho katastrofální kolaps.