تشدید (فیزیک)

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
افزایش دامنه با کاهش میرایی در نزدیکی فرکانس تشدید در یک نوسانگر ساده هارمونیک میرا.[۱]

رزونانس (به انگلیسی: Resonance) یا تشدید عبارت است از پدیده افزایش دامنه زمانیکه فرکانس یک نیروی متناوب اِعمالی (یا یک مولفه فوریه آن) به یک سیستم مساوی یا نزدیک به فرکانس طبیعی آن سیستم باشد. هنگامی که یک نیروی نوسانی در فرکانس تشدید یک سیستم دینامیکی اعمال شود، سیستم در دامنه بالاتر از زمانی که همان نیرو در سایر فرکانس‌های غیر تشدید اعمال می‌شود، نوسان می‌کند.[۲]

هل دادن یک نفر در تاب مثال متداولی از تشدید است. تاب که یک آونگ می‌باشد، یک فرکانس طبیعی نوسان دارد. اعمال نیروی دوره ای کمی با فرکانس طبیعی سیستم باعث تشدید دامنه و بزرگ شدن آن می‌شود. با اعمال نیروی نسبتاً زیاد ولی نامساوی با فرکانس طبیعی سیستم نمی‌توان یک دامنه بزرگ ایجاد کرد.

فرکانس‌هایی که دامنه پاسخ در آنها ماکزیمم نسبی است نیز، به عنوان فرکانس‌های تشدید سیستم شناخته می‌شوند.[۲] نیروهای دوره ای کوچک که نزدیک فرکانس تشدید سیستم هستند به دلیل ذخیره انرژی ارتعاشی توانایی تولید نوساناتی با دامنه زیاد در سیستم را دارند.

پدیده تشدید در انواع ارتعاشات یا امواج رخ می‌دهد، برخی از آنها عبارتند از: تشدید مکانیکی، تشدید صوتی، تشدید الکترومغناطیسی، تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR)، تشدید چرخش الکترون (ESR) و تشدید تابع موج کوانتومی.

از سیستم‌های تشدیدی می‌توان برای تولید ارتعاشات با فرکانس خاص استفاده کرد (برای مثال در آلات موسیقی)، یا اینکه فرکانس خاصی را از داخل یک سیستم پیچیده ارتعاشی بیرون کشید (برای مثال در فیلترها).

اصطلاح تشدید از زمینه آکوستیک نشات گرفته‌ است، به ویژه تشدید مشاهده شده در آلات موسیقی، به عنوان مثال، هنگامی که یک رشته لرزانده می‌شود و تولید صدا می‌کند رشته مجاور نیز شروع به لرزش و نوسان می‌کند.

منابع[ویرایش]

  1. Ogata, Katsuhiko. System Dynamics 4th Edition. University of Minnesota. 2004. (p. 617)
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. Fundamentals of Physics (ویراست ۷). صص. ۳۲۴. شابک ۰-۴۷۱-۴۶۵۰۹-۷.