וואָס איז די רעזאָנאַנס פענאָמען?
רעזאנאַנץ איז איינע פון די מערסט פאַסצינירנדיקע דערשיינונגען אין פיזיק ווייל עס קען פאַראורזאַכן אַן אָביעקט צו וויברירן פיל שטאַרקער ווי געוויינטלעך, פשוט ווייל דער אָנגעווענדטער "שטופּ" האט די ריכטיקע אָפטקייט. די דערשיינונג פּאַסירט נישט בלויז אין לאַבאָראַטאָריע נאָר אויך אין וואָכעדיקן לעבן: פון פּאַרק שווינגען ביזן קלאַנג פון מוזיקאַלישע אינסטרומענטן ביז ראַדיאָ טעכנאָלאָגיע. אונטער געוויסע באַדינגונגען קען רעזאנאַנץ זיין זייער נוצלעך. אָבער, אויב מען לאָזט עס אָן קאָנטראָל, קען רעזאנאַנץ אויך פאַראורזאַכן ערנסטע שאָדן, למשל צו בריקן, געביידעס אָדער מאַשינערי.
פֿאַרשטיין רעזאָנאַנץ
פשוט געזאגט, רעזאנענץ איז ווען א סיסטעם וויברירט מיט מאקסימום אמפליטוד (די גרייס פון די וויבראציע) צוליב אן עקסטערנער קראפט וועמענס פרעקווענץ איז די זעלבע ווי אדער זייער נאנט צו דער סיסטעם'ס נאטירלעכער פרעקווענץ. יעדער אביעקט אדער סיסטעם וואס קען וויברירן—ווי למשל א פעדער, א גיטאר שטריקל, א זייל פון לופט, אדער אפילו א הויך-שטאקיגע געביידע—האט א נאטירלעכע פרעקווענץ, וואס איז איר "באליבטע" פרעקווענץ ווען עס אָסצילירט אן ווערן געצוואונגען.
אויב איר לייגט אן א ווידערהאָלענדיקע קראַפט (פּעריִאָדישע קראַפט) ביי א געוויסער פרעקווענץ, וועט די סיסטעם רעאַגירן. אָבער, די רעאַקציע איז נישט שטענדיק גרויס. די גרעסטע רעאַקציע פּאַסירט ווען די פרעקווענץ פון דער עקסטערנער קראַפט "פּאַסט" צו דער נאַטירלעכער פרעקווענץ. דאָס ווערט גערופן רעזאָנאַנץ.
נאַטירלעכע אָפטקייט און פארוואס עס איז וויכטיק
צו פֿאַרשטיין רעזאָנאַנץ, איז דער שליסל נאַטירלעכע פֿרעקווענץ. ווען אַן אָביעקט ווערט געשטערט פֿון זײַן גלייכגעוויכט־פּאָזיציע און דערנאָך באַפֿרײַט, וועט עס טענדירן צו אָסצילירן אין אַ ספּעציפֿישן מוסטער. דאָס מוסטער איז אָפּהענגיק פֿון די פֿיזישע אייגנשאַפֿטן פֿונעם אָביעקט: מאַסע, שטייפֿקייט, לענג, פֿאָרעם, און ווי עס איז פֿאַרבונדן.
א פשוט ביישפּיל: א מאַסע-פעדער סיסטעם. ווי די פעדער ווערט שטייף, וואַקסט איר נאַטירלעכע פרעקווענץ (זי וויברירט שנעלער). ווי איר מאַסע וואַקסט, פאַלט איר פרעקווענץ (זי וויברירט שטייטער). אין פאַל פון אַ גיטאַר שטריקל, באַשטימען די לענג, שפּאַנונג און געדיכטקייט פון דער שטריקל די נאַטירלעכע פרעקווענץ וואָס פּראָדוצירט אַ באַזונדערע נאָט.
פארוואס איז נאטירלעכע פרעקווענץ וויכטיג? ווייל רעזאנאנץ פאסירט פונקט ווען עקסטערנע כוחות קומען אן אין דעם זעלבן ריטם. ס'איז ווי שטופן א שוואונג: אויב איר שטופט אין דער ריכטיגער צייט, וועט דער שוואונג גיין העכער. אויב אייער צייט איז נישט ריכטיג, וועט דער שטופ טאקע "קעמפן" קעגן דער באוועגונג פונעם שוואונג און אים שוואכן.
די סווינג אנאלאגיע: די מערסט אינטואיטיווע ביישפּיל פון רעזאָנאַנס
א פארק שוואונג איז דער גרינגסטער וועג צו פארשטיין רעזאנאנץ. א שוואונג האט א ספעציפישע נאטירלעכע פרעקווענץ, וואס ווענדט זיך אין דער לענג פונעם שטריק און אין גראוויטי. ווען איינער שטופט א שוואונג פעריאדיש (אין פעסטע אינטערוואלן), ווענדט זיך דער עפעקט צי דער אינטערוואל פון שטופן שטימט מיט דער נאטירלעכער פרעקווענץ פונעם שוואונג.
– אויב מען גיט א שטופּ בשעת די שווינגען באוועגט זיך אין דער ריכטונג פון שטופּ, פאַרגרעסערט זיך די ענערגיע און די אַמפּליטוד פאַרגרעסערט זיך.
– אויב דער שטופּ ווערט געגעבן נישט סינק, וועט די ענערגיע נישט אָפּטימאַל וואַקסן אָדער אפילו רעדוצירן באַוועגונג.
אין רעזאָנאַנץ, קען אַ קליינער אָבער קאָנסיסטענטער שטופּ אין דער ריכטיקער צייט פּראָדוצירן אַ גרויסע וויבראַציע. די דערשיינונג ווייזט אַז רעזאָנאַנץ איז נישט וועגן "גרויסע כוחות," נאָר וועגן "גוטער צייט."
רעזאָנאַנץ אין קלאַנג און מוזיקאַלישע אינסטרומענטן
רעזאָנאַנץ שפּילט אַ באַדײַטנדיקע ראָלע אין דער וועלט פֿון קלאַנג. קלאַנג אַליין איז אַ מעכאַנישע כוואַליע וואָס פֿאַרשפּרייט זיך דורך אַ מיטל (לופֿט, וואַסער, אָדער פֿעסטע מאַטעריאַלן). פֿיל מוזיקאַלישע אינסטרומענטן נוצן רעזאָנאַנץ צו פֿאַרשטאַרקן קלאַנג.
1. גיטאַר און פֿידל
געצויגענע סטרונעס וויברירן, אבער דער קלאַנג פֿון די סטרונעס אַליין איז אין פאַקט קליין. די רעזאָנאַנץ קעסטל (דער קערפּער פֿון דער גיטאַר/פֿידל) פֿאַרשטאַרקט די וויבראַציעס דורך מאַכן די לופֿט אינעווייניק רעזאָנירן, וואָס רעזולטירט אין אַ העכערן, רייכערן קלאַנג.
2. בלאָז־אינסטרומענטן
אין אַ פלויט, קלאַרינעט, טרומייט, אדער אָרגל-פייפ, רעזאָנירט די זייל פון לופט אינעווייניק פון דער רער. די לענג פון דער רער און די פּאָזיציע פון די לעכער באַשטימען די רעזאָנאַנטע פרעקווענץ וואָס פּראָדוצירט דעם טאָן.
3. רעזאָנאַנץ אין דער מענטשלעכער שטימע
די שטימע-בענדער פּראָדוצירן וויבראַציעס, אָבער די קוואַליטעט פון דער מענטשלעכער שטימע ווערט שטאַרק באַאיינפלוסט דורך רעזאָנאַנץ אין מויל, נאָז און האַלדז. דעריבער שטעלן שטימע-טעכניקן אָפט דעם טראָפּ אויף "רעזאָנאַנץ-פּלעיסמאַנט" צו פֿאַרשטאַרקן און פֿאַרבעסערן דעם קלאַנג.
רעזאָנאַנץ אין טעכנאָלאָגיע: ראַדיאָס, פילטערס און סענסאָרן
רעזאָנאַנץ איז נישט נאָר וועגן מעכאַנישע ווייבריישאַנז; עס קומט אויך פאר אין עלעקטרישע סיסטעמען. אין געוויסע עלעקטרישע קרייזן (ווי RLC קרייזן), זענען דאָ רעזאָנאַנטע פרעקווענצן וואו די קרייז'ס אימפּעדאַנס איז ביי אַ מינימום אָדער מאַקסימום, וואָס ערלויבט סיגנאַלן ביי יענע פרעקווענצן צו ווערן פארשטארקט אָדער אויסגעקליבן.
וויכטיקע אַפּליקאַציעס אַרייַננעמען:
– ראַדיאָ און ווייערלעס קאָמוניקאַציע: ראַדיאָ טונערס קלייבן אויס די פרעקווענץ פון אַ באַשטימטער סטאַנציע דורך אויסנוצן רעזאָנאַנץ, אַזוי אַז אַנדערע פרעקווענצן ווערן געדאַמפט.
– עלעקטראָנישע פילטערס: פילע דעוויסעס נוצן רעזאָנאַנס-באַזירטע פילטערס צו צעשיידן דעם געוואונטשענעם סיגנאַל פון שטערונג.
– מאָדערנע סענסאָרן און טעכנאָלאָגיע: קוואַרץ זייגערס נוצן די רעזאָנאַנץ פון קוואַרץ קריסטאַלן צו פּראָדוצירן העכסט סטאַבילע אָסצילאַציעס, וואָס פֿאָרמען די באַזע פֿאַר פּינקטלעכע צייט מעסטונג.
געפערלעכע רעזאנאַנץ: ווען ווייבריישאַנז ווערן קאַטאַסטראָפעס
רעזאָנאַנץ קען זיין געפערלעך אויב עס פּראָדוצירט וויבראַציע אַמפּליטודן אַזוי גרויס אַז זיי יבערשטייגן די מאַטעריאַל'ס שטאַרקייט לימיטן. דאָס פּאַסירט ווייַל ענערגיע ווערט קעסיידער "אָנגעזאַמלט" אין די סיסטעם, וואָס פאַראורזאַכט וויבראַציעס צו פאַרגרעסערן דראַמאַטיש.
באַרימטע ביישפילן:
– די טאַקאָמאַ נאַראָוז בריק (1940) אין די פאַראייניקטע שטאַטן איז צוזאַמענגעפאַלן צוליב גרויסע ווינט-פאַראורזאַכטע אָסצילאַציעס. כאָטש דער פאַל איז מער קאָמפּליצירט (וואָס באַטראַפט אַעראָעלאַסטישע פלאַטער), ווערט עס אָפט דיסקוטירט אין פֿאַרבינדונג מיט רעזאָנאַנץ ווייל עס דעמאָנסטרירט ווי פּעריאָדישע ווייבריישאַנז קענען שטאַרק פֿאַרשטאַרקן סטרוקטורעלע באַוועגונג.
– געביידעס בעת ערדציטערנישן: ערדציטערנישן פּראָדוצירן ווייבריישאַנז ביי פֿאַרשידענע פרעקווענצן. אויב די ערד ווייבריישאַן פרעקווענץ איז נאָענט צו דער בנין'ס נאַטירלעכער פרעקווענץ, קען דער בנין רעזאָנירן און ליידן ערנסטע שאָדן. דעריבער, נעמען ציווילע אינזשענירן אין באַטראַכט די בנין'ס נאַטירלעכע פרעקווענץ און נוצן דאַמפּערס צו רעדוצירן דעם ריזיקע.
אין אינדוסטריעלע מאַשינעריי, איז רעזאָנאַנץ אויך נישט געוואונטשן. ראָטירנדיקע שאַפֿטן אָדער וויברירנדיקע קאָמפּאָנענטן קענען דערפאַרן מאַטעריאַל מידקייט אויב זיי ווערן אָפּערירט לעבן זייער רעזאָנאַנט פרעקווענץ.
די ראלע פון דאַמפּינג: פארוואס רעזאָנאַנס איז נישט שטענדיק אומענדלעך
אין דער ווירקלעכער וועלט, רעזאנאַנץ פאַראורזאַכט נישט געוויינטלעך די אַמפּליטוד צו פאַרגרעסערן אויף אייביק ווייל עס איז שטענדיק דאָ דאַמפּינג: לופט רייַבונג, אינערלעכע רייַבונג פון דעם מאַטעריאַל, עלעקטריש קעגנשטעל, און פֿאַרשידענע אַנדערע פֿאָרמען פון ענערגיע פֿאַרלוסט. דאַמפּינג אַקט ווי אַ "ברעיק" וואָס רעדוצירט די וויבראַציע ענערגיע.
– אין סיסטעמען מיט קליינער דעמפינג, זענען די רעזאנאַנץ שפּיצן שאַרף און די אַמפּליטודן קענען זיין זייער גרויס.
– אין סיסטעמען מיט גרויס דעמפינג, איז די רעזאנאנץ "שטאמער" און די מאקסימום אמפליטוד איז קלענער.
דאָס איז די סיבה פאַרוואָס אינזשענירן לייגן אָפט צו ווייבריישאַן דאַמפּערס צו הויכע בנינים, וועהיקלעס און אפילו הויזגעזינד אַפּפּליאַנסעס.
רעזאָנאַנץ אַרום אונדז
אָן זיך דערקענען, דערשיינט רעזאָנאַנץ אָפט אין וואָכעדיקן לעבן:
– גלאָז קען צעברעכן אויב עס ווערט אויסגעשטעלט צו קלאַנג אויף דער ריכטיקער פרעקווענץ (כאָטש געוויסע באַדינגונגען און הויכע קלאַנג-אינטענסיטעט זענען פארלאנגט).
– דער רעדנער פּראָדוצירט אַ העכערן קלאַנג ווײַל זײַן קעסטל־דיזײַן ניצט לופֿט־רעזאָנאַנץ.
– ווען איר שטופּט אַ קינד צו שפּילן אויף אַ שווינג, נוצט איר טאַקע דעם פּרינציפּ פֿון רעזאָנאַנץ.
רעזאנאַנץ ווערט אויך גענוצט אין מעדיצין. איין באַקאַנטער בייַשפּיל איז MRI (מאַגנעטישער רעזאנאַנץ בילדגעבונג), וואָס נוצט דעם דערשיינונג פון נוקלעאַרער מאַגנעטישער רעזאנאַנץ אין וואַסערשטאָף אַטאָמען אין דעם גוף צו פּראָדוצירן זייער דעטאַלירטע בילדער פון אָרגאַנען און געוועבן.
קעסימפּולאַן
רעזאָנאַנץ איז די דערשיינונג וואו אַ סיסטעם וויברירט שטאַרקסט אונטערן איינפלוס פון אַן עקסטערנער קראַפט ביי אַ פרעקווענץ גלייך צו אָדער נאָענט צו איר נאַטירלעכער פרעקווענץ. רעזאָנאַנץ קען צושטעלן באַדייטנדיקע בענעפיטן: פֿאַרשטאַרקן דעם קלאַנג פון מוזיקאַלישע אינסטרומענטן, אויסקלייבן פרעקווענצן אין ראַדיאָס, סטאַביליזירן אָסילאַטאָרן אין קוואַרץ זייגערס, און אפילו העלפֿן מעדיצינישע דיאַגנאָז דורך MRIs. אָבער, רעזאָנאַנץ קען אויך זיין שעדלעך אויב עס פאַראורזאַכט איבערגעטריבענע וויבראַציע, אַזאַ ווי אין בנין סטרוקטורן אָדער מאַשין קאָמפּאָנענטן.
שטודירן רעזאנאַנץ העלפט אונדז פֿאַרשטיין פֿאַרוואָס טיימינג און פֿרעקווענץ צופּאַסונג זענען אַזוי וויכטיק אין פֿאַרשידענע סיסטעמען, און עס לערנט אונדז אויך אַז אין וויסנשאַפֿט, גרויסע עפֿעקטן קומען אָפֿט נישט פֿון גרויסע כוחות, נאָר פֿון די ריכטיקע באַדינגונגען. אויב איר ווילט, קען איך איבערשרײַבן דעם אַרטיקל מיט מער בײַשפּילן, צולייגן פּשוטע פֿאָרמולעס, אָדער צופּאַסן די שפּראַך פֿאַר מיטלשול/הויכשול סטודענטן.
