Hangrezonancia és hanginterferencia.

Egy árkon átdobott deszkán sétálva rezonanciába léphetünk a rendszer saját periódusával (egy tábla, amin egy ember van), és ekkor a tábla erősen oszcillálni kezd (fel-le hajolni). Ugyanez megtörténhet egy hídnál, amelyen egy katonai egység vagy egy vonat halad át (a periodikus erőt lábütések vagy kerékütközések okozzák a síncsuklókban). Így például 1906-ban. Szentpéterváron összeomlott a Fontanka folyón átívelő úgynevezett Egyiptomi híd. Ez a hídon való átkelés közben történt felderítő zászlóalj, és a ceremoniális menetelésre jól kiképzett lovak tiszta lépése a híd időszakára visszhangzott. Az ilyen esetek megelőzése érdekében a hidakon való átkeléskor a katonai egységeknek általában azt a parancsot kapják, hogy ne lépésben, hanem szabad tempóban járjanak. A vonatok többnyire lassú sebességgel kelnek át hidakon, így a kerekek síncsuklóinak ütközési ideje lényegesen hosszabb, mint a híd szabad rezgési ideje. Néha az időszakok „elhangolásának” fordított módszerét alkalmazzák: a vonatok maximális sebességgel rohannak át a hidakon. Előfordul, hogy a kerekek ütközési periódusa a sínek ízületeinél egybeesik az autó rugókon való kilengésének időszakával, és az autó ekkor nagyon erősen kileng. A hajónak is megvan a vízen ringató időszaka. Ha a tenger hullámai rezonálnak a hajó periódusával, a gördülés különösen erőssé válik. A kapitány ezután megváltoztatja a hajó sebességét vagy irányát. Ennek eredményeként a hajót érő hullámok periódusa megváltozik (a hajó relatív sebességének és akaratának változása miatt), és eltávolodik a rezonanciától. A gépek és hajtóművek kiegyensúlyozatlansága (elégtelen beállítás, tengelykihajlás) az oka annak, hogy ezeknek a gépeknek a működése során a gép támasztékára - az alapra, a hajótestre stb. - ható időszakos erőhatás lép fel. az erő egybeeshet a tartó szabad rezgésének periódusával, vagy például magának a forgó tengelynek a hajlítási periódusával, vagy ennek a tengelynek a torziós rezgésének periódusával. A rezonancia következményei, a kényszerrezgések olyan erősek lehetnek, hogy tönkreteszik az alapot, letörik a tengelyeket stb. Minden ilyen esetben speciális intézkedéseket tesznek a rezonancia elkerülésére vagy hatásának gyengítésére (hangolódási periódusok, csillapítás növelése - csillapítás stb.). Nyilvánvaló, hogy ahhoz, hogy a legkisebb periodikus erővel egy bizonyos tartományú kényszerrezgést lehessen elérni, rezonanciában kell cselekedni. Még egy gyermek is meglendítheti egy nagy harang nehéz nyelvét, ha a kötelet a nyelv szabad rezgésével húzza. De a legerősebb ember nem lendíti meg a nyelvét, ha kihúzza a kötelet a rezonanciából.

A rezonancia az egyik legérdekesebb fizikai jelenség. És minél mélyebbre jutunk a körülöttünk lévő világgal kapcsolatos tudásunkkal, annál világosabban látszik ennek a jelenségnek a szerepe életünk különböző területein - a zenében, az orvostudományban, a rádiótechnikában, sőt a játszótéren is.

Mi ennek a fogalomnak az értelme, keletkezésének, megnyilvánulásának feltételei?

Természetes és kényszerű rezgések. Rezonancia

Emlékezzünk egy egyszerű és kellemes szórakozásra - a hintázásra egy függőhintán.

Ha a megfelelő pillanatban nagyon kis erőt alkalmazunk, a gyermek meg tudja ringatni a felnőttet. Ehhez azonban a külső erő hatásának gyakoriságának meg kell egyeznie a lengés természetes frekvenciájával. Csak ebben az esetben növekszik észrevehetően az oszcillációik amplitúdója.

Tehát a rezonancia egy test rezgésének amplitúdójának éles növekedésének jelensége, amikor saját rezgésének frekvenciája egybeesik egy külső erő hatásának frekvenciájával.

Először is értsük meg a fogalmakat - természetes és kényszerű rezgések. Belső - minden testben rejlő - csillagok, húrok, rugók, atommagok, gázok, folyadékok... Általában a rugalmassági együtthatótól, a test tömegétől és egyéb paramétereitől függenek. Az ilyen rezgések egy külső erő által végrehajtott elsődleges lökés hatására keletkeznek. Tehát ahhoz, hogy egy rugóra felfüggesztett terhelést rezegjen, elegendő azt egy bizonyos távolságra meghúzni. A keletkező természetes rezgések csillapításra kerülnek, mivel az oszcillációs energiát magának az oszcillációs rendszernek és a környezet ellenállásának leküzdésére fordítják.

Kényszerrezgések akkor lépnek fel, ha egy testet egy bizonyos frekvenciájú külső (külső) erő éri. Ezt a külső erőt kényszererőnek is nevezik. Nagyon fontos, hogy ez a külső erő a megfelelő pillanatban és a megfelelő helyen hatjon a testre. Ő az, aki pótolja és növeli az energiaveszteséget a test saját rezgései során.

Mechanikai rezonancia

A rezonancia megnyilvánulásának igen szembetűnő példája a hídomlások számos esete, amikor egy csapat katona átsétált rajtuk alakzatban.

A katonacsizmák vésett lépése egybeesett a híd természetes rezgési frekvenciájával. Olyan amplitúdóval kezdett vibrálni, amihez az erősségét nem tervezték és... szétesett. Aztán egy új katonai csapat született "… lépésen kívül". Megszólal, amikor gyalog vagy lóháton egy csapat katona átmegy a hídon.

Ha utazott már vonaton, akkor a legfigyelmesebbek észrevették a kocsik észrevehető kilengését, amikor a kerekei a síncsuklóknak ütköznek. Így reagál az autó, vagyis rezonál azokra a rezgésekre, amelyek e hézagok leküzdésekor keletkeznek.

A hajóműszerek masszív állványokkal vannak felszerelve, vagy puha rugókra vannak felfüggesztve, hogy elkerüljék ezeknek a hajóalkatrészeknek a rezonanciáját a hajótest rezgésével. A hajó motorjainak beindításakor a hajó annyira rezonálni tud a működésükre, hogy ez veszélyezteti az erejét.

A megadott példák elegendőek a rezonancia figyelembevételének szükségességének bizonyítására. De néha mechanikai rezonanciát használunk anélkül, hogy észrevennénk. Az útsárba rekedt autó kilökésekor a sofőr és önkéntes segítői először megingatják, majd egyhangúlag előretolják a menetirányba.

Nehéz harang meglendítésekor a harangozók öntudatlanul is ezt a jelenséget használják.

Ritmikusan, a csengő saját rezgésével időben húzzák a ráerősített zsinórt, növelve a rezgések amplitúdóját.

Vannak olyan eszközök, amelyek az elektromos áram frekvenciáját mérik. Működésük a rezonancia használatán alapul.

Akusztikus rezonancia

Weboldalunk oldalain... Folytassuk beszélgetésünket, kiegészítve az akusztikus vagy hangrezonancia megnyilvánulásának példáival.

Miért van ilyen szép testük a hangszereknek, különösen a gitárnak és a hegedűnek? Tényleg csak azért, hogy szép legyen? Kiderült, hogy nem. Szükséges a hangszer által előállított teljes hangpaletta megfelelő hangzásához. Maga a gitárhúr által keltett hang meglehetősen halk. Ennek megerősítésére a húrokat egy bizonyos alakú és méretű test tetejére helyezik. A gitárba belépő hang a test különböző részein rezonálés fokozódik.

A hang erőssége és tisztasága a fa minőségétől, sőt attól is függ, hogy milyen lakkal van bevonva a hangszer.

Elérhető rezonátorok a vokális apparátusunkban. Szerepüket a hangszálakat körülvevő különféle légüregek töltik be. Felerősítik a hangot, formálják a hangszínét, éppen azokat a rezgéseket erősítik, amelyeknek frekvenciája közel áll a sajátjukhoz. A vokális apparátus rezonátorainak használatának képessége az énekes tehetségének egyik szempontja. F.I. tökéletesen elsajátította. Chaliapin.

Azt mondják, hogy amikor ez a nagyszerű művész tüdejében énekelt, a gyertyák kialudtak, a csillárok megremegtek és a vágott poharak megrepedtek.

Azok. A hangrezonancia jelensége óriási szerepet játszik a hangok elragadó világában.

Elektromos rezonancia

Az elektromos áramkörök sem kerülték el ezt a jelenséget. Ha a külső feszültség változásának gyakorisága egybeesik az áramkör természetes rezgésének frekvenciájával, akkor elektromos rezonancia léphet fel. Mint mindig, ez az áramkörben lévő áram és feszültség éles növekedésében nyilvánul meg. Ez tele van rövidzárlattal és az áramkörbe tartozó eszközök meghibásodásával.

Azonban a rezonancia az, ami lehetővé teszi, hogy ráhangolódjunk egy adott rádióállomás frekvenciájára. Az antenna általában sok frekvenciát vesz a különböző rádióállomásoktól. A hangológomb elforgatásával megváltoztatjuk a rádióvevő vevő áramkörének frekvenciáját.

Amikor az antennához érkező frekvenciák egyike egybeesik ezzel a frekvenciával, akkor ezt a rádióállomást fogjuk hallani.

Schumann integet

A Föld felszíne és ionoszférája között van egy réteg, amelyben az elektromágneses hullámok nagyon jól terjednek. Ezt az égi folyosót hullámvezetőnek nevezik. Az itt keletkezett hullámok többször is megkerülhetik a Földet. De honnan származnak? Kiderült, hogy villámcsapáskor fordulnak elő.

Schumann, a Müncheni Műszaki Egyetem professzora kiszámította gyakoriságukat. Kiderült, hogy 10 Hz-nek felel meg. De éppen ezzel a ritmussal oszcillál az emberi agy! Ez a csodálatos tény nem lehet puszta véletlen. Egy óriási hullámvezető belsejében élünk, amely a ritmusával irányítja testünket. A további kutatások megerősítették ezt a feltételezést. Kiderült, hogy a Schumann-hullámok torzulása például mágneses viharok során rontja az emberek egészségét.

Azok. A normál emberi közérzethez az emberi test legfontosabb rezgésének ritmusának rezonálnia kell a Schumann-hullámok frekvenciájával.

A háztartási és ipari elektromos készülékek működéséből származó elektromágneses szmog torzítja a Föld természetes hullámait, tönkreteszi a bolygónkkal való finom kapcsolatainkat.

Az Univerzum minden tárgya a rezonancia törvényeinek hatálya alá tartozik. Még az emberi kapcsolatokra is vonatkoznak ezek a törvények. Tehát amikor barátokat választunk magunknak, olyan embereket keresünk, mint mi magunk, akikkel érdeklődünk, akikkel „egy hullámhosszon vagyunk”.

Ha ez az üzenet hasznos volt számodra, szívesen látlak

Egy árkon átdobott deszkán sétálva rezonanciába léphetünk a rendszer saját periódusával (egy tábla, amin egy ember van), és ekkor a tábla erősen oszcillálni kezd (fel-le hajolni). Ugyanez megtörténhet egy hídnál, amelyen egy katonai egység vagy egy vonat halad át (a periodikus erőt lábütések vagy kerékütközések okozzák a síncsuklókban). Így például 1906-ban. Szentpéterváron összeomlott a Fontanka folyón átívelő úgynevezett Egyiptomi híd. Ez akkor történt, amikor egy lovasszázad átkelt a hídon, és az ünnepélyes menetelésre jól kiképzett lovak tiszta lépése visszhangzott a híd időszakával. Az ilyen esetek megelőzése érdekében a hidakon való átkeléskor a katonai egységeknek általában azt a parancsot kapják, hogy ne lépésben, hanem szabad tempóban járjanak. A vonatok többnyire lassú sebességgel kelnek át hidakon, így a kerekek síncsuklóinak ütközési ideje lényegesen hosszabb, mint a híd szabad rezgési ideje. Néha az időszakok „elhangolásának” fordított módszerét alkalmazzák: a vonatok maximális sebességgel rohannak át a hidakon. Előfordul, hogy a kerekek ütközési periódusa a sínek ízületeinél egybeesik az autó rugókon való kilengésének időszakával, és az autó ekkor nagyon erősen kileng. A hajónak is megvan a vízen ringató időszaka. Ha a tenger hullámai rezonálnak a hajó periódusával, a gördülés különösen erőssé válik. A kapitány ezután megváltoztatja a hajó sebességét vagy irányát. Ennek eredményeként a hajót érő hullámok periódusa megváltozik (a hajó relatív sebességének és akaratának változása miatt), és eltávolodik a rezonanciától. A gépek és hajtóművek kiegyensúlyozatlansága (elégtelen beállítás, tengelykihajlás) az oka annak, hogy ezeknek a gépeknek a működése során a gép támasztékára - az alapra, a hajótestre stb. - ható időszakos erőhatás lép fel. az erő egybeeshet a tartó szabad rezgésének periódusával, vagy például magának a forgó tengelynek a hajlítási periódusával, vagy ennek a tengelynek a torziós rezgésének periódusával. A rezonancia következményei, a kényszerrezgések olyan erősek lehetnek, hogy tönkreteszik az alapot, letörik a tengelyeket stb. Minden ilyen esetben speciális intézkedéseket tesznek a rezonancia elkerülésére vagy hatásának gyengítésére (hangolódási periódusok, csillapítás növelése - csillapítás stb.). Nyilvánvaló, hogy ahhoz, hogy a legkisebb periodikus erővel egy bizonyos tartományt lehessen elérni, rezonanciában kell cselekedni. Még egy gyerek is meglendítheti egy nagy harang nehéz nyelvét, ha a nyelv szabad rezgésével húzza a kötelet. De a legerősebb ember nem lendíti meg a nyelvét, ha kihúzza a kötelet a rezonanciából.

1.Mi az oka a visszhang kialakulásának? Miért nem jön visszhang egy kicsi, bútorokkal teli szobában? Válaszait indokolja.

Visszhang akkor lép fel, amikor a hang visszaverődik egy akadályról, és a hanghullám visszatér.

Egy kis helyiségben az eredeti és a visszavert hang szinte egyszerre hallatszik, és a bútorok is elnyelik és szétszórják. Egy nagy, félig üres helyiségben a hang nem oszlik el, és hosszabb a visszavert hanghullám érkezési ideje.

2. Hogyan javítható egy nagyterem hangtulajdonsága?

Ennek érdekében a csarnok falait hangelnyelő anyagokkal bélelik, amelyek megakadályozzák a visszhang vagy zúgás kialakulását.

3. Miért terjed a hang nagyobb távolságra kürt használatakor?

Kürt használatakor a hang kevésbé oszlik el, így nagyobb az ereje és nagyobb távolságot tesz meg.

4. Mondjon példákat a hangrezonancia megnyilvánulásaira, amelyek nem szerepelnek a bekezdés szövegében!

Ha kinyitja a zongorát, és elénekel egy hangot a húrok fölött, hallhatja a hangszer reagálását. A hang a zongora összes húrján szól, de csak azok válaszolnak, amelyek rezonanciában vannak. A hangrezonancia másik példája a gitár. Egy helyesen hangolt gitárban, ha valamilyen húrt befogunk, láthatjuk, hogy a rezgő szorított húr egy másikra rezonál.

5. Miért szerelnek hangvillákat a rezonátordobozokra? Mi a célhangszerekben használt rezonátorok?

A rezonátordobozok fokozzák a hangot, hangosabbá téve, bár kevésbé tartósak.

A hangszerek rezonátorai felerősítik a hangot, és létrehozzák a hangszer bizonyos hangszínét.