अनुनाद के लाभ और हानि क्या हैं? ब्लॉग "घरेलू उपचार"

अनुनाद के दौरान, ऊर्जा सिस्टम में दोलनों के साथ मिलकर प्रवेश करती है, जिससे उनका आयाम लगातार बढ़ता रहता है। एक स्थिर मोड में, सिस्टम में छोटे ऊर्जा इनपुट द्वारा दोलनों का एक बड़ा आयाम बनाए रखा जाता है, जिससे एक अवधि में दोलन ऊर्जा के नुकसान (कंडक्टरों का ताप, प्रतिरोध बलों पर काबू पाना, विद्युत चुम्बकीय और यांत्रिक तरंगों के विकिरण के कारण नुकसान) की भरपाई होती है। अनुनाद पर एक प्रणाली में, प्रणाली की विशेषता मुक्त अविभाज्य दोलनों के कार्यान्वयन के लिए सबसे अनुकूल स्थितियां बनाई गई हैं, और इसलिए दोलनों का आयाम तेजी से बढ़ जाता है।

आइए प्रकृति में अनुनाद अभिव्यक्तियों के कुछ उदाहरण देखें।

उदाहरण 1. सैनिक एक निर्माण चरण में पुल के पार चलते हैं, पुल की सतह पर पैरों के प्रहार की आवृत्ति एक दोलन प्रणाली के रूप में पुल के कंपन की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खा सकती है, एक अनुनाद घटना होती है, जिसमें पुल के कंपन का आयाम होता है धीरे-धीरे बढ़ता है और, बड़े संख्यात्मक मूल्यों के साथ, इसके विनाश का कारण बन सकता है।

उदाहरण 2. पंखा छत से खराब तरीके से जुड़ा हुआ है और जब यह घूमता है, तो यह छत पर झटके पैदा करता है, जिसकी आवृत्ति एक दोलन प्रणाली के रूप में कमरे (छत) के कंपन की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खा सकती है, छत के कंपन का आयाम बढ़ता है और इसके पतन का कारण बन सकता है।

उदाहरण 3. जहाजों पर उपकरणों को यथासंभव भारी बनाया जाता है (स्टैंड को भारी बनाया जाता है) और नरम स्प्रिंग्स पर लटका दिया जाता है (उनके लिए कठोरता गुणांक छोटा होगा)। इस मामले में, जहाज की पिचिंग आवृत्ति उसकी प्राकृतिक आवृत्ति से अधिक होगी (
) उपकरण स्प्रिंग्स पर हैं और इसलिए प्रतिध्वनि उत्पन्न नहीं होती है।

उदाहरण 4. रेडियो रिसीवर में, अनुनाद की घटना के आधार पर, इसके प्राप्तकर्ता एंटीना पर आने वाले विभिन्न रेडियो स्टेशनों से बड़ी संख्या में सिग्नल में से वांछित सिग्नल का चयन करना संभव है (चित्र 5.23 ए)। बता दें कि रेडियो रिसीवर के इनपुट को विभिन्न वाहक आवृत्तियों के साथ छोटे आयाम के सिग्नल प्राप्त होते हैं

एक वाहक आवृत्ति के साथ एक सिग्नल को अलग करने के लिए , आवृत्ति समानता प्राप्त करना आवश्यक है प्राप्त सर्किट और आवृत्ति के प्राकृतिक मुक्त अविभाजित दोलन (=). फिर, अनुनाद की घटना के कारण, आवृत्ति के साथ संकेत का आयाम संधारित्र के आउटपुट में तेजी से वृद्धि होती है, और शेष संकेतों के आयाम समान रहेंगे (चित्र 5.23 बी एक ठोस रेखा के साथ अनुनाद वक्र दिखाता है, जिसकी अधिकतम आवृत्ति आवृत्ति पर पड़ती है )

और इस प्रकार वाहक आवृत्ति वाला सिग्नल अलग हो जाता है . संधारित्र की विद्युत धारिता को बदलकर, आप एंटीना के प्राप्त सर्किट को वाहक आवृत्ति पर ट्यून कर सकते हैं (चित्र 5.22बी में, अनुनाद वक्र का शिखर आवृत्ति पर स्थानांतरित हो जाता है ).

1. अरेखीय प्रणालियाँ। आत्म-दोलन

1. अरेखीय प्रणालियाँ. अंतर्गत अरेखीय प्रणालियाँऐसे दोलन प्रणालियों को समझें, जिनके गुण उनमें होने वाली प्रक्रियाओं पर निर्भर करते हैं। ऐसी प्रणालियों में गैर-रैखिक कनेक्शन होते हैं, उदाहरण के लिए, इनके बीच: 1) लोचदार बल और ऑफसेट संतुलन स्थिति के सापेक्ष भार। इससे हुक के नियम और गुणांक की निर्भरता का उल्लंघन होता है कोविस्थापन के विरुद्ध सिस्टम कठोरता , जो प्राकृतिक आवृत्ति को बदल देता है सिस्टम कंपन; 2) संधारित्र के विद्युत आवेश और उनके द्वारा बनाई गई क्षेत्र शक्ति (विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में संधारित्र की प्लेटों के बीच का फेरोइलेक्ट्रिक अपने ढांकता हुआ स्थिरांक को बदलता है और जिससे संधारित्र की विद्युत क्षमता में परिवर्तन होता है सर्किट को आपूर्ति की गई वोल्टेज, यानी सर्किट के दोलनों की प्राकृतिक आवृत्ति में परिवर्तन ) वगैरह।

सभी भौतिक प्रणालियाँ अरेखीय प्रणालियाँ हैं।दोलनों के छोटे आयामों के लिए (संतुलन स्थिति से छोटे विचलन के लिए), भौतिक प्रणालियों को रैखिक माना जा सकता है, उनमें दोलनों को समान अंतर समीकरणों द्वारा वर्णित किया जाता है, जिससे दोलनों का एक सामान्य सिद्धांत बनाना संभव हो जाता है।

भौतिक प्रणालियों में गैर-रैखिक प्रभाव आमतौर पर दोलनों के आयाम में वृद्धि के रूप में प्रकट होते हैं - इससे यह तथ्य सामने आता है कि सिस्टम (ऑसिलेटर) के प्राकृतिक दोलन अब हार्मोनिक नहीं होंगे, और उनकी आवृत्ति दोलनों के आयाम पर निर्भर करेगा। उनके लिए गति के समीकरण अरेखीय हैं, और ऐसी प्रणालियों को अनहार्मोनिक ऑसिलेटर्स कहा जाता है (देखें § 5.5)।

दरअसल, उदाहरण के लिए, परवलयिक रूप () से संभावित क्षेत्र के छोटे विचलन के लिए, दोलनों के अंतर समीकरण का रूप होगा

,

लिखित अंतर समीकरण से यह स्पष्ट है कि कठोरता गुणांक दोलन आयाम पर निर्भर करता है, जो दोलन आयाम पर सिस्टम के मुक्त अविभाजित दोलनों की कोणीय आवृत्ति की निर्भरता की ओर जाता है।
.

रैखिक व्यवहार से बड़े विचलन के लिए, निर्भरता
अधिक जटिल हो जाता है, और इसलिए सिस्टम में दोलनों का वर्णन करने वाले समीकरण और अधिक जटिल हो जाते हैं।

गैर-रेखीय प्रणालियों के लिए, रैखिक प्रणालियों के विपरीत, सुपरपोज़िशन के सिद्धांत का उल्लंघन किया जाता है, जिसके अनुसार प्रभाव की एक जटिल प्रक्रिया से उत्पन्न होने वाला प्रभाव प्रत्येक प्रभाव द्वारा अलग-अलग उत्पन्न होने वाले प्रभावों का योग होता है, बशर्ते कि बाद वाले एक-दूसरे को परस्पर प्रभावित न करें।

गैर-रेखीय प्रणालियों में एक हार्मोनिक बाहरी प्रभाव के आकार में परिवर्तन और सुपरपोजिशन सिद्धांत का उल्लंघन ऐसी प्रणालियों का उपयोग करके विद्युत चुम्बकीय दोलनों की आवृत्ति को उत्पन्न करना और बदलना संभव बनाता है - सुधार, आवृत्ति गुणन, दोलन मॉड्यूलेशनवगैरह।

ऐसी अरैखिक प्रणाली में प्रतिध्वनि इस मायने में भिन्न होगी कि किसी बाहरी बल द्वारा थरथरानवाला के स्विंग के दौरान, डिट्यूनिंग की मात्रा (
) आवृत्ति के रूप में बदल जाएगा दोलनों के आयाम पर निर्भर करेगा।

2. स्व-दोलन प्रणाली. आइए हम नॉनलाइनियर सिस्टम - सेल्फ-ऑसिलेटिंग सिस्टम के उदाहरणों में से एक पर अधिक विस्तार से विचार करें।

गुंजयमान घटना का उपयोग करने का लाभ उनकी दक्षता और दोलनों का बड़ा आयाम है। नुकसान सिस्टम की अस्थिरता है, जो उच्च स्तर की सटीकता के साथ अनुनाद स्थिति को बनाए रखने की आवश्यकता से जुड़ा है (
), चूंकि एक संकीर्ण अनुनाद वक्र के साथ गुंजयमान आवृत्ति से बाहरी प्रभाव आवृत्ति का कोई भी विचलन सिस्टम में दोलनों के आयाम को तेजी से बदल देता है (चित्र 5.17, ए, बी)।

ऐसी अवांछनीय घटनाओं से बचने के लिए, सिस्टम को स्वयं इस गुंजयमान स्थिति को बनाए रखने के लिए मजबूर किया जा सकता है, ऐसी प्रणाली एक स्व-दोलन प्रणाली है; स्व-दोलन प्रणालीनॉनलाइनियर ऑसिलेटरी सिस्टम के समूह से संबंधित है जिसमें बाहरी स्थिर स्रोत से ऊर्जा के प्रवाह के कारण विघटनकारी नुकसान की भरपाई की जाती है। इस मामले में, सिस्टम स्वयं सिस्टम में ऊर्जा की आपूर्ति को नियंत्रित करता है, इसे सही समय पर सही मात्रा में आपूर्ति करता है।

एक स्व-दोलन प्रणाली में एक दोलन प्रणाली, एक ऊर्जा स्रोत और एक वाल्व होता है - एक उपकरण जो सिस्टम को ऊर्जा की आपूर्ति को नियंत्रित करता है। वाल्व के संचालन को फीडबैक का उपयोग करके सिस्टम द्वारा ही नियंत्रित किया जाता है (चित्र 5.24ए)

स्व-दोलन प्रणाली का एक उदाहरण एक प्रणाली है जिसमें दो स्प्रिंग्स से जुड़ा वजन होता है और धातु की छड़ पर दोलन होता है (चित्र 5.24 बी)। दोलन की प्रत्येक अवधि के लिए एक विद्युत चुंबक की मदद से एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत भार की गतिज ऊर्जा को बढ़ाने का काम करता है, प्रतिरोध बलों पर काबू पाने के लिए दोलन ऊर्जा के नुकसान की भरपाई करता है।

यह इस प्रकार चलता है। इसके आंदोलन के दौरान, लोड से जुड़ी धातु की प्लेट ब्रेकर संपर्क को छूती है (यह एक वाल्व की भूमिका निभाती है), विद्युत सर्किट बंद हो जाता है और इलेक्ट्रोमैग्नेट प्लेट को अपनी ओर आकर्षित करता है, जिससे लोड को अतिरिक्त गति मिलती है। इस प्रकार, प्रणाली में एक आवृत्ति पर अवमंदित दोलन उत्पन्न होते हैं
बड़े आयाम के साथ, जिसे ब्रेकर संपर्क की स्थिति को बदलकर समायोजित किया जा सकता है।

स्व-दोलन प्रणालियों के उदाहरणों में हवा और झुके हुए उपकरण, बातचीत के दौरान स्वर रज्जु का कंपन और यांत्रिक घड़ियाँ शामिल हैं। प्रकृति में स्व-दोलन प्रणाली का एक उदाहरण एक परमाणु रिएक्टर है जो 2.5 अरब साल पहले अफ्रीका में एक यूरेनियम खदान में 500 हजार वर्षों तक संचालित हुआ था। इसके संचालन के लिए, पर्याप्त मात्रा में यूरेनियम -235, जो धीमे न्यूट्रॉन के प्रभाव में विखंडनीय है, और एक न्यूट्रॉन मॉडरेटर - पानी - की आवश्यकता थी। एक निश्चित समय पर पानी पर्याप्त मात्रा में जमा हो गया और रिएक्टर ने काम करना शुरू कर दिया। इसका कार्य चित्र में दिखाई गई प्रक्रियाओं की श्रृंखला द्वारा समर्थित था। 5.25:

ऐसी स्व-दोलन प्रणाली तब तक काम करती रही जब तक कि परमाणु ईंधन खत्म नहीं हो गया। यहां, ऊर्जा का स्रोत U-235 नाभिक का विखंडन है, वाल्व पानी के तापमान में परिवर्तन है, और दोलन प्रणाली पानी है, जिसका स्तर दोलन करता है।

भौतिकी में अनुनाद (प्रतिक्रिया) की अवधारणा की परिभाषा विशेष तकनीशियनों को सौंपी जाती है जिनके पास सांख्यिकी ग्राफ होते हैं जो अक्सर इस घटना का सामना करते हैं। आज, अनुनाद एक आवृत्ति-चयनात्मक प्रतिक्रिया है, जहां एक कंपन प्रणाली या बाहरी बल में अचानक वृद्धि किसी अन्य प्रणाली को कुछ आवृत्तियों पर अधिक आयाम के साथ दोलन करने का कारण बनती है।

परिचालन सिद्धांत

यह घटना देखी गयी है, जब कोई प्रणाली दो या दो से अधिक भिन्न भंडारण मोड, जैसे गतिज और संभावित ऊर्जा, के बीच ऊर्जा को संग्रहीत करने और आसानी से स्थानांतरित करने में सक्षम होती है। हालाँकि, चक्र दर चक्र में कुछ हानि होती है, जिसे क्षीणन कहा जाता है। जब अवमंदन नगण्य होता है, तो गुंजयमान आवृत्ति प्रणाली की प्राकृतिक आवृत्ति के लगभग बराबर होती है, जो कि अप्रत्याशित दोलन की आवृत्ति होती है।

ये घटनाएँ सभी प्रकार के दोलनों या तरंगों के साथ घटित होती हैं: यांत्रिक, ध्वनिक, विद्युत चुम्बकीय, परमाणु चुंबकीय (एनएमआर), इलेक्ट्रॉन स्पिन (ईएसआर), और क्वांटम तरंग फ़ंक्शन अनुनाद। ऐसी प्रणालियों का उपयोग एक निश्चित आवृत्ति (उदाहरण के लिए, संगीत वाद्ययंत्र) के कंपन उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

शब्द "रेज़ोनेंस" (लैटिन रेज़ोनैंटिया से, "इको") ध्वनिकी के क्षेत्र से आया है, विशेष रूप से संगीत वाद्ययंत्रों में देखा जाता है, जैसे कि जब तार कंपन करना शुरू करते हैं और वादक के सीधे इनपुट के बिना ध्वनि उत्पन्न करते हैं।

एक आदमी को झूले पर धकेलनाइस घटना का एक सामान्य उदाहरण है. एक भरे हुए झूले, एक पेंडुलम में एक प्राकृतिक कंपन आवृत्ति और एक गुंजयमान आवृत्ति होती है जो तेज़ या धीमी गति से धकेले जाने का प्रतिरोध करती है।

इसका एक उदाहरण खेल के मैदान पर प्रक्षेप्य का दोलन है, जो पेंडुलम की तरह कार्य करता है। प्राकृतिक स्विंग अंतराल पर झूलते समय एक व्यक्ति का धक्का स्विंग को ऊंचे और ऊंचे (अधिकतम आयाम) तक जाने का कारण बनता है, जबकि तेज या धीमी गति से स्विंग करने का प्रयास छोटे चाप बनाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब झटके प्राकृतिक कंपन के अनुरूप होते हैं तो कंपन द्वारा अवशोषित ऊर्जा बढ़ जाती है।

प्रतिक्रिया प्रकृति में व्यापक रूप से होती हैऔर इसका उपयोग कई कृत्रिम उपकरणों में किया जाता है। यह वह तंत्र है जिसके द्वारा वस्तुतः सभी साइन तरंगें और कंपन उत्पन्न होते हैं। कई ध्वनियाँ जो हम सुनते हैं, जैसे कि जब धातु, कांच या लकड़ी से बनी कठोर वस्तुएँ टकराती हैं, तो वस्तु में छोटे कंपन के कारण होती हैं। प्रकाश और अन्य लघु-तरंग विद्युत चुम्बकीय विकिरण परमाणु पैमाने पर अनुनाद द्वारा निर्मित होते हैं, जैसे परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन। अन्य स्थितियाँ जिनमें इस घटना के लाभकारी गुण लागू हो सकते हैं:

• आधुनिक घड़ियों का टाइमकीपिंग तंत्र, एक यांत्रिक घड़ी में एक संतुलन पहिया और एक घड़ी में एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल।
• फंडी की खाड़ी की ज्वारीय प्रतिक्रिया।
• संगीत वाद्ययंत्रों और मानव स्वर तंत्र की ध्वनिक प्रतिध्वनि।
• संगीतमय दाहिने स्वर के प्रभाव में क्रिस्टल ग्लास का विनाश।
• घर्षणात्मक इडियोफोन, जैसे कि कांच की वस्तु (ग्लास, बोतल, फूलदान) बनाना, उंगली की नोक से इसके किनारे के चारों ओर रगड़ने पर कंपन होता है।
• रेडियो और टेलीविज़न में ट्यून किए गए सर्किट की विद्युत प्रतिक्रिया जो रेडियो आवृत्तियों के चयनात्मक स्वागत की अनुमति देती है।
• लेजर गुहा में ऑप्टिकल अनुनाद द्वारा सुसंगत प्रकाश का निर्माण।
• कक्षीय प्रतिक्रिया, सौर मंडल के कुछ गैस विशाल चंद्रमाओं द्वारा उदाहरणित।

परमाणु पैमाने पर सामग्री प्रतिध्वनिकई स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधियों का आधार हैं जिनका उपयोग संघनित पदार्थ भौतिकी में किया जाता है, उदाहरण के लिए:

• इलेक्ट्रॉनिक स्पिन.
• मॉसबाउर प्रभाव.
• परमाणु चुंबकीय.

घटना के प्रकार

प्रतिध्वनि का वर्णन करते समय, जी. गैलीलियो ने सबसे आवश्यक चीज़ की ओर ध्यान आकर्षित किया - एक यांत्रिक दोलन प्रणाली (भारी पेंडुलम) की ऊर्जा संचय करने की क्षमता, जो एक निश्चित आवृत्ति के साथ बाहरी स्रोत से आपूर्ति की जाती है। विभिन्न प्रणालियों में प्रतिध्वनि की अभिव्यक्तियों की कुछ विशेषताएं होती हैं और इसलिए विभिन्न प्रकारों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

यांत्रिक और ध्वनिक

यह एक यांत्रिक प्रणाली की अधिक ऊर्जा को अवशोषित करने की प्रवृत्ति है जब इसकी कंपन आवृत्ति प्रणाली की प्राकृतिक कंपन आवृत्ति से मेल खाती है। इससे गति में गंभीर उतार-चढ़ाव हो सकता है और यहां तक ​​कि पुलों, इमारतों, ट्रेनों और हवाई जहाजों सहित अधूरी संरचनाओं में भयावह विफलता भी हो सकती है। सुविधाओं को डिज़ाइन करते समय, इंजीनियरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि घटक भागों की यांत्रिक गुंजयमान आवृत्तियाँ, गुंजयमान आपदा के रूप में ज्ञात घटना से बचने के लिए मोटरों या अन्य दोलन भागों की दोलन आवृत्तियों से मेल नहीं खाती हैं।

विद्युत अनुनाद

यह एक विद्युत परिपथ में एक निश्चित गुंजयमान आवृत्ति पर होता है जब परिपथ प्रतिबाधा एक श्रृंखला परिपथ में न्यूनतम या समानांतर परिपथ में अधिकतम होती है। सर्किट में अनुनाद का उपयोग टेलीविजन, सेलुलर या रेडियो जैसे वायरलेस संचार को प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

ऑप्टिकल अनुनाद

ऑप्टिकल कैविटी, जिसे ऑप्टिकल कैविटी भी कहा जाता है, दर्पणों की एक विशेष व्यवस्था है जो बनती है प्रकाश तरंगों के लिए स्टैंडिंग वेव रेज़ोनेटर. ऑप्टिकल कैविटीज़ लेज़रों का मुख्य घटक हैं, जो प्रवर्धन माध्यम को घेरती हैं और लेज़र विकिरण को प्रतिक्रिया प्रदान करती हैं। इनका उपयोग ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर और कुछ इंटरफेरोमीटर में भी किया जाता है।

गुहा के भीतर सीमित प्रकाश विशिष्ट गुंजयमान आवृत्तियों के लिए बार-बार खड़ी तरंगें उत्पन्न करता है। परिणामी स्थायी तरंग पैटर्न को "मोड" कहा जाता है। अनुदैर्ध्य मोड केवल आवृत्ति में भिन्न होते हैं, जबकि अनुप्रस्थ मोड विभिन्न आवृत्तियों के लिए भिन्न होते हैं और बीम क्रॉस सेक्शन में अलग-अलग तीव्रता पैटर्न होते हैं। रिंग रेज़ोनेटर और फुसफुसाती गैलरी ऑप्टिकल रेज़ोनेटर के उदाहरण हैं जो खड़ी तरंगें उत्पन्न नहीं करते हैं।

कक्षीय डगमगाहट

अंतरिक्ष यांत्रिकी में, एक कक्षीय प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है, जब दो कक्षीय पिंड एक दूसरे पर नियमित, आवधिक गुरुत्वाकर्षण प्रभाव डालते हैं। ऐसा आमतौर पर इसलिए होता है क्योंकि उनकी कक्षीय अवधि दो छोटे पूर्णांकों के अनुपात से संबंधित होती है। कक्षीय प्रतिध्वनि पिंडों के पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण प्रभाव को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है। ज्यादातर मामलों में, इसके परिणामस्वरूप एक अस्थिर अंतःक्रिया होती है जिसमें शरीर तब तक गति और विस्थापन का आदान-प्रदान करते हैं जब तक कि प्रतिध्वनि मौजूद न हो।

कुछ परिस्थितियों में, निकायों को अनुनाद में रखने के लिए एक गुंजयमान प्रणाली स्थिर और स्व-सुधारित हो सकती है। उदाहरण हैं बृहस्पति के चंद्रमाओं गेनीमेड, यूरोपा और आयो की 1:2:4 प्रतिध्वनि और प्लूटो और नेपच्यून के बीच 2:3 प्रतिध्वनि। शनि के आंतरिक चंद्रमाओं के साथ अस्थिर प्रतिध्वनि शनि के छल्लों में अंतराल पैदा करती है। 1:1 प्रतिध्वनि (समान कक्षीय त्रिज्या वाले पिंडों के बीच) का एक विशेष मामला बड़े सौर मंडल पिंडों को उनकी कक्षाओं के आसपास के इलाकों को साफ करने का कारण बनता है, जिससे उनके आसपास की लगभग सभी चीजें बाहर निकल जाती हैं।

परमाणु, आंशिक और आणविक

परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर)यदि कोई बाहरी चुंबकीय क्षेत्र मौजूद है तो परमाणु नाभिक के विशिष्ट क्वांटम यांत्रिक चुंबकीय गुणों के अवलोकन से जुड़ी भौतिक अनुनाद घटना को दिया गया एक नाम है। कई वैज्ञानिक विधियाँ आणविक भौतिकी, क्रिस्टल और गैर-क्रिस्टलीय सामग्रियों का अध्ययन करने के लिए एनएमआर घटना का उपयोग करती हैं। एनएमआर का उपयोग आमतौर पर चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) जैसी आधुनिक चिकित्सा इमेजिंग तकनीकों में भी किया जाता है।

अनुनाद के लाभ और हानि

अनुनाद के पेशेवरों और विपक्षों के बारे में कुछ निष्कर्ष निकालने के लिए, यह विचार करना आवश्यक है कि किन मामलों में यह मानव गतिविधि के लिए सबसे सक्रिय और उल्लेखनीय रूप से प्रकट हो सकता है।

सकारात्म असर

प्रतिक्रिया घटना का विज्ञान और प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है. उदाहरण के लिए, कई रेडियो सर्किट और उपकरणों का संचालन इस घटना पर आधारित है।

नकारात्मक प्रभाव

हालाँकि, यह घटना हमेशा उपयोगी नहीं होती है. आप अक्सर ऐसे मामलों के संदर्भ पा सकते हैं जहां सैनिक जब "कदम मिलाकर" चल रहे थे तो झूला पुल टूट गया। साथ ही, वे प्रतिध्वनि के गुंजयमान प्रभाव की अभिव्यक्ति का उल्लेख करते हैं, और इसके खिलाफ लड़ाई बड़े पैमाने पर हो जाती है।

प्रतिध्वनि लड़ना

लेकिन प्रतिक्रिया प्रभाव के कभी-कभी विनाशकारी परिणामों के बावजूद, इससे लड़ना काफी संभव और आवश्यक है। इस घटना की अवांछित घटना से बचने के लिए आमतौर पर इसका उपयोग किया जाता है अनुनाद को एक साथ लागू करने और उसका मुकाबला करने के दो तरीके:

1. आवृत्तियों का "पृथक्करण" किया जाता है, जो, यदि वे मेल खाते हैं, तो अवांछनीय परिणाम पैदा करेंगे। ऐसा करने के लिए, वे विभिन्न तंत्रों के घर्षण को बढ़ाते हैं या सिस्टम के कंपन की प्राकृतिक आवृत्ति को बदलते हैं।
2. वे कंपन की अवमंदन को बढ़ाते हैं, उदाहरण के लिए, इंजन को रबर लाइनिंग या स्प्रिंग्स पर रखकर।

इससे पहले कि आप अनुनाद की घटना से परिचित होना शुरू करें, आपको इससे जुड़े भौतिक शब्दों का अध्ययन करना चाहिए। उनमें से बहुत सारे नहीं हैं, इसलिए उनका अर्थ याद रखना और समझना मुश्किल नहीं होगा। तो, सबसे पहले चीज़ें।

गति का आयाम और आवृत्ति क्या है?

एक साधारण आँगन की कल्पना करें जहाँ एक बच्चा झूले पर बैठता है और झूलने के लिए अपने पैर हिलाता है। उस समय जब वह झूले को घुमाने में सफल हो जाता है और वह एक तरफ से दूसरी तरफ पहुंच जाता है, तो गति के आयाम और आवृत्ति की गणना की जा सकती है।

आयाम उस बिंदु से विचलन की सबसे बड़ी लंबाई है जहां शरीर संतुलन की स्थिति में था। यदि हम अपने झूले का उदाहरण लेते हैं, तो आयाम को उच्चतम बिंदु माना जा सकता है जिस पर बच्चा झूलता है।

और आवृत्ति प्रति इकाई समय में दोलनों या दोलन गतियों की संख्या है। आवृत्ति को हर्ट्ज़ (1 हर्ट्ज = 1 चक्र प्रति सेकंड) में मापा जाता है। आइए अपने झूले पर लौटते हैं: यदि कोई बच्चा 1 सेकंड में झूले की पूरी लंबाई का केवल आधा भाग ही पार करता है, तो इसकी आवृत्ति 0.5 हर्ट्ज के बराबर होगी।

आवृत्ति अनुनाद की घटना से किस प्रकार संबंधित है?

हम पहले ही पता लगा चुके हैं कि आवृत्ति एक सेकंड में किसी वस्तु के कंपन की संख्या को दर्शाती है। अब कल्पना करें कि एक वयस्क कमजोर रूप से झूल रहे बच्चे को बार-बार धक्का देकर झूलने में मदद करता है। इसके अलावा, इन झटकों की अपनी आवृत्ति भी होती है, जो "स्विंग-चाइल्ड" प्रणाली के स्विंग आयाम को बढ़ा या घटा देगी।

मान लीजिए कि एक वयस्क झूले को धक्का देता है जबकि वह उसकी ओर बढ़ रहा है, इस मामले में आवृत्ति गति के आयाम को नहीं बढ़ाएगी, यानी, एक बाहरी बल (इस मामले में, धक्का) सिस्टम के दोलन को नहीं बढ़ाएगा।

यदि वह आवृत्ति जिसके साथ एक वयस्क बच्चे को झूला झुलाता है, संख्यात्मक रूप से झूले की आवृत्ति के बराबर है, तो प्रतिध्वनि उत्पन्न हो सकती है। दूसरे शब्दों में, अनुनाद का एक उदाहरण मजबूर दोलनों की आवृत्ति के साथ सिस्टम की आवृत्ति का संयोग है। यह कल्पना करना तर्कसंगत है कि आवृत्ति और अनुनाद परस्पर जुड़े हुए हैं।

आप अनुनाद का उदाहरण कहाँ देख सकते हैं?

यह समझना महत्वपूर्ण है कि ध्वनि तरंगों से लेकर बिजली तक, भौतिकी के लगभग सभी क्षेत्रों में अनुनाद के उदाहरण पाए जाते हैं। अनुनाद का अर्थ यह है कि जब प्रेरक बल की आवृत्ति प्रणाली की प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर होती है, तो उस क्षण वह अपने उच्चतम मूल्य पर पहुँच जाती है।

अनुनाद का निम्नलिखित उदाहरण अंतर्दृष्टि देगा। मान लीजिए कि आप नदी के पार फेंके गए एक पतले बोर्ड पर चल रहे हैं। जब आपके कदमों की आवृत्ति पूरे सिस्टम (बोर्ड-व्यक्ति) की आवृत्ति या अवधि के साथ मेल खाती है, तो बोर्ड दृढ़ता से दोलन करना शुरू कर देता है (ऊपर और नीचे झुकना)। यदि आप समान चरणों में आगे बढ़ना जारी रखते हैं, तो अनुनाद बोर्ड के एक मजबूत कंपन आयाम का कारण बनेगा, जो सिस्टम के अनुमेय मूल्य से परे चला जाता है और इससे अंततः पुल की अपरिहार्य विफलता हो जाएगी।

भौतिकी के ऐसे क्षेत्र भी हैं जहां उपयोगी अनुनाद जैसी घटना का उपयोग करना संभव है। उदाहरण आपको आश्चर्यचकित कर सकते हैं, क्योंकि हम आम तौर पर मुद्दे के वैज्ञानिक पक्ष को समझे बिना, सहज रूप से इसका उपयोग करते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब हम किसी कार को गड्ढे से बाहर निकालने का प्रयास करते हैं तो हम अनुनाद का उपयोग करते हैं। याद रखें, परिणाम प्राप्त करना तभी आसान होता है जब आप कार को आगे बढ़ाते हुए धक्का देते हैं। अनुनाद का यह उदाहरण गति की सीमा को बढ़ाता है, जिससे कार को खींचने में मदद मिलती है।

हानिकारक अनुनाद के उदाहरण

यह कहना मुश्किल है कि हमारे जीवन में कौन सी प्रतिध्वनि अधिक आम है: हमारे लिए अच्छी या हानिकारक। इतिहास अनुनाद घटना के काफी संख्या में भयानक परिणामों को जानता है। यहां सबसे प्रसिद्ध घटनाएं हैं जहां प्रतिध्वनि का उदाहरण देखा जा सकता है।

1. फ़्रांस में, एंगर्स शहर में, 1750 में, सैनिकों की एक टुकड़ी एक चेन ब्रिज के पार कदम से कदम मिलाकर चल रही थी। जब उनके कदमों की आवृत्ति पुल की आवृत्ति के साथ मेल खाती थी, तो कंपन की सीमा (आयाम) तेजी से बढ़ गई। एक गूंज हुई और जंजीरें टूट गईं और पुल टूटकर नदी में गिर गया।
2. ऐसे मामले सामने आए हैं जब गांवों में मुख्य सड़क पर ट्रक चलने के कारण एक घर नष्ट हो गया।

जैसा कि आप देख सकते हैं, अनुनाद के बहुत खतरनाक परिणाम हो सकते हैं, यही कारण है कि इंजीनियरों को निर्माण वस्तुओं के गुणों का सावधानीपूर्वक अध्ययन करना चाहिए और उनकी कंपन आवृत्तियों की सही गणना करनी चाहिए।

लाभकारी अनुनाद

इसकी प्रतिध्वनि गंभीर परिणामों तक ही सीमित नहीं है। अपने आस-पास की दुनिया का ध्यानपूर्वक अध्ययन करके, हम मनुष्यों के लिए प्रतिध्वनि के कई अच्छे और लाभकारी परिणाम देख सकते हैं। यहां प्रतिध्वनि का एक उल्लेखनीय उदाहरण है जो लोगों को सौंदर्य आनंद प्राप्त करने की अनुमति देता है।

कई संगीत वाद्ययंत्रों का डिज़ाइन अनुनाद के सिद्धांत पर काम करता है। आइए एक वायलिन लें: शरीर और तार एक एकल दोलन प्रणाली बनाते हैं, जिसके अंदर एक पिन होता है। इसके माध्यम से कंपन आवृत्तियों को ऊपरी डेक से निचले डेक तक प्रेषित किया जाता है। जब लूथियर धनुष को डोरी के साथ घुमाता है, तो बाद वाला, एक तीर की तरह, रोसिन सतह के घर्षण पर काबू पा लेता है और विपरीत दिशा में उड़ जाता है (विपरीत क्षेत्र में चलना शुरू कर देता है)। एक प्रतिध्वनि उत्पन्न होती है, जो आवास तक संचारित होती है। और इसके अंदर विशेष छेद होते हैं - एफ-छेद, जिसके माध्यम से प्रतिध्वनि को बाहर लाया जाता है। इस प्रकार इसे कई तार वाले वाद्ययंत्रों (गिटार, वीणा, सेलो, आदि) में नियंत्रित किया जाता है।

सिस्टम के गुणों द्वारा निर्धारित कुछ मूल्यों (गुंजयमान आवृत्तियों) पर बाहरी प्रभाव। आयाम बढ़ाना ही है परिणामअनुनाद, और कारण- दोलन प्रणाली की आंतरिक (प्राकृतिक) आवृत्ति के साथ बाहरी (रोमांचक) आवृत्ति का संयोग। अनुनाद की घटना का उपयोग करके, बहुत कमजोर आवधिक दोलनों को भी अलग किया जा सकता है और/या बढ़ाया जा सकता है। अनुनाद वह घटना है कि ड्राइविंग बल की एक निश्चित आवृत्ति पर दोलन प्रणाली इस बल की कार्रवाई के प्रति विशेष रूप से उत्तरदायी होती है। दोलन सिद्धांत में प्रतिक्रिया की डिग्री को गुणवत्ता कारक नामक मात्रा द्वारा वर्णित किया जाता है। अनुनाद की घटना का वर्णन पहली बार गैलीलियो गैलीली द्वारा 1602 में पेंडुलम और संगीत तारों के अध्ययन के लिए समर्पित कार्यों में किया गया था।

यांत्रिकी

अधिकांश लोगों के लिए सबसे परिचित यांत्रिक अनुनाद प्रणाली एक नियमित स्विंग है। यदि आप झूले को उसकी गुंजायमान आवृत्ति के अनुसार धकेलते हैं, तो गति की सीमा बढ़ जाएगी, अन्यथा गति फीकी पड़ जाएगी। ऐसे पेंडुलम की गुंजयमान आवृत्ति को सूत्र का उपयोग करके संतुलन अवस्था से छोटे विस्थापन की सीमा में पर्याप्त सटीकता के साथ पाया जा सकता है:

अनुनाद का तंत्र यह है कि अधिष्ठापन का चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है जो संधारित्र को चार्ज करता है, और संधारित्र का निर्वहन अधिष्ठापन में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है - एक प्रक्रिया जिसे कई बार दोहराया जाता है, एक यांत्रिक पेंडुलम के अनुरूप।

यह मानते हुए कि प्रतिध्वनि के क्षण में प्रतिबाधा के आगमनात्मक और कैपेसिटिव घटक बराबर हैं, प्रतिध्वनि आवृत्ति अभिव्यक्ति से पाई जा सकती है

कहाँ ; एफ हर्ट्ज़ में गुंजयमान आवृत्ति है; एल हेनरी में प्रेरण है; C फैराड में धारिता है। यह महत्वपूर्ण है कि वास्तविक प्रणालियों में गुंजयमान आवृत्ति की अवधारणा अविभाज्य रूप से जुड़ी हुई है बैंडविड्थ, यानी, आवृत्ति रेंज जिसमें सिस्टम की प्रतिक्रिया गुंजयमान आवृत्ति पर प्रतिक्रिया से थोड़ी भिन्न होती है। बैंडविड्थ निर्धारित है सिस्टम का गुणवत्ता कारक.

माइक्रोवेव

माइक्रोवेव इलेक्ट्रॉनिक्स में, वॉल्यूमेट्रिक रेज़ोनेटर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो अक्सर तरंग दैर्ध्य के क्रम पर आयामों के साथ बेलनाकार या टोरॉयडल ज्यामिति के होते हैं, जिसमें सीमा स्थितियों द्वारा निर्धारित व्यक्तिगत आवृत्तियों पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के उच्च गुणवत्ता वाले दोलन संभव होते हैं। उच्चतम गुणवत्ता कारक सुपरकंडक्टिंग रेज़ोनेटर में पाया जाता है जिनकी दीवारें सुपरकंडक्टर और फुसफुसाती गैलरी मोड के साथ ढांकता हुआ रेज़ोनेटर से बनी होती हैं।

प्रकाशिकी

ध्वनि-विज्ञान

अनुनाद ध्वनि उपकरणों के डिजाइन में उपयोग की जाने वाली सबसे महत्वपूर्ण भौतिक प्रक्रियाओं में से एक है, जिनमें से अधिकांश में अनुनादक होते हैं, जैसे वायलिन के तार और शरीर, बांसुरी की ट्यूब और ड्रम का शरीर।

खगोल भौतिकी

आकाशीय यांत्रिकी में कक्षीय अनुनाद एक ऐसी स्थिति है जिसमें दो (या अधिक) खगोलीय पिंडों की कक्षीय अवधि होती है जो छोटी प्राकृतिक संख्याओं के रूप में संबंधित होती है। परिणामस्वरूप, ये खगोलीय पिंड एक दूसरे पर नियमित गुरुत्वाकर्षण प्रभाव डालते हैं, जो उनकी कक्षाओं को स्थिर कर सकता है।

बर्फ विनाश की अनुनाद विधि

यह ज्ञात है कि जब कोई भार बर्फ के आवरण के साथ चलता है, तो लचीली गुरुत्वाकर्षण तरंगों (आईजीडब्ल्यू) की एक प्रणाली विकसित होती है। यह बर्फ की प्लेट के झुकने वाले कंपन और पानी में संबंधित गुरुत्वाकर्षण तरंगों का एक संयोजन है। जब लोडिंग गति आईजीडब्ल्यू से न्यूनतम चरण गति के करीब होती है, तो पानी बर्फ के आवरण का समर्थन करना बंद कर देता है और समर्थन केवल बर्फ के लोचदार गुणों द्वारा प्रदान किया जाता है। आईजीवी का आयाम तेजी से बढ़ता है, और पर्याप्त भार के साथ, विनाश शुरू हो जाता है। आइसब्रेकर और आइसब्रेकर अटैचमेंट की तुलना में बिजली की खपत कई गुना कम है (बर्फ की मोटाई के आधार पर)। बर्फ विनाश की इस विधि को बर्फ विनाश की अनुनाद विधि के रूप में जाना जाता है, वैज्ञानिक कोज़िन, विक्टर मिखाइलोविच ने प्रयोगात्मक सैद्धांतिक वक्र प्राप्त किए जो उनकी विधि की क्षमताओं को दर्शाते हैं।

टिप्पणियाँ

यह सभी देखें

साहित्य

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लिंक

• स्प्रिंग पेंडुलम के मजबूर दोलनों के उदाहरण का उपयोग करके अनुनाद की घटना का प्रदर्शन

विकिमीडिया फाउंडेशन. 2010.

देखें अन्य शब्दकोशों में "रेजोनेंस" क्या है:

- (फ्रेंच अनुनाद, लैटिन रेज़नो से मैं प्रतिक्रिया में ध्वनि करता हूं, मैं प्रतिक्रिया करता हूं), एक आवधिक प्रणाली के लिए एक दोलन प्रणाली (ऑसिलेटर) की अपेक्षाकृत बड़ी चयनात्मक प्रतिक्रिया अपनी स्वयं की आवृत्ति के करीब की आवृत्ति के साथ प्रभाव। संकोच। जब आर.... ... भौतिक विश्वकोश

- (फ्रेंच, लैटिन से सुना जाने वाला रेज़ोनेयर)। ध्वनिकी में: ध्वनि के पूर्ण प्रसार के लिए स्थितियाँ। संगीत वाद्ययंत्रों में तारों की ध्वनि को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक बोर्ड। रूसी भाषा में शामिल विदेशी शब्दों का शब्दकोश। चुडिनोव ए.एन., 1910.… … रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

गूंज- अनुनाद: विभिन्न गुणवत्ता कारकों Q(Q3>Q2>Q1), x दोलनों की तीव्रता पर रैखिक दोलक का एक अनुनाद वक्र; बी अनुनाद पर आवृत्ति पर चरण की निर्भरता। रेज़ोनेंस (फ़्रेंच रेज़ोनेंस, लैटिन रेज़नो आई रिस्पॉन्स से), तेज़... ... सचित्र विश्वकोश शब्दकोश

प्रतिध्वनि, प्रतिध्वनि, अनेक। कोई पति नहीं (अक्षांश से। अनुनाद एक प्रतिध्वनि दे रहे हैं)। 1. दो निकायों में से एक की प्रतिक्रिया ध्वनि एकसमान (भौतिक) में ट्यून की गई। 2. कमरों, आंतरिक सतह की विशेषता ध्वनि की शक्ति और अवधि को बढ़ाने की क्षमता... ... उषाकोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

प्रतिध्वनि, प्रतिध्वनि, मेसोमेरिज्म, प्रतिक्रिया, हैड्रॉन, कण, प्रतिध्वनि रूसी पर्यायवाची शब्दकोष। प्रतिध्वनि प्रतिक्रिया देखें रूसी भाषा के पर्यायवाची शब्दों का शब्दकोश। व्यावहारिक मार्गदर्शिका. एम.: रूसी भाषा. जेड ई अलेक्जेंड्रोवा। 2... पर्यायवाची शब्दकोष

एमबीओयू लोकोट माध्यमिक विद्यालय नंबर 1 के नाम पर रखा गया। पी.ए.मार्कोवा

शोध विषय:

"प्रकृति और प्रौद्योगिकी में प्रतिध्वनि"

पुरा होना।:

10वीं कक्षा का छात्र

कोस्ट्युकोव सर्गेई

वैज्ञानिक सलाहकार:

भौतिक विज्ञान के अध्यापक

गोलोवनेवा इरीना

एलेक्ज़ेंड्रोव्ना

"विज्ञान में शुरुआत करें"

कोहनी 2013

अनुनाद क्या है?

अनुनाद के नुकसान और लाभ।

प्रतिध्वनि के उदाहरण.

खोज का इतिहास.

विद्युत अनुनाद.

विद्युत अनुनाद का अनुप्रयोग.

यांत्रिकी, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, माइक्रोवेव में अनुनाद,

ध्वनिकी, प्रकाशिकी और खगोल भौतिकी।

परियोजना का उद्देश्यअनुनाद की घटना का अध्ययन है।

परियोजना की प्रासंगिकता.

अनुनाद की घटना इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की लगभग सभी अनुप्रयुक्त शाखाओं के लिए बहुत महत्वपूर्ण है और रेडियो इंजीनियरिंग, अनुप्रयुक्त ध्वनिकी, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य उद्योगों में बहुत सक्रिय रूप से उपयोग की जाती है।

लक्ष्य प्राप्त करने के लिए निम्नलिखित कार्य निर्धारित किये गये:

इस विषय पर विशेष साहित्य का विश्लेषण करें।

अनुनाद के इतिहास का अध्ययन करें।

अनुनाद की घटना का सार प्रकट करें।

प्रौद्योगिकी की विभिन्न शाखाओं में अनुनाद घटना का उपयोग दिखाएँ।

सैद्धांतिक भाग.

गूंज- मजबूर दोलनों के आयाम में तेज वृद्धि की घटना, जो तब होती है जब बाहरी प्रभाव की आवृत्ति कुछ मूल्यों (गुंजयमान आवृत्तियों) तक पहुंचती है,

सिस्टम के गुणों द्वारा निर्धारित किया जाता है।

आयाम में वृद्धि केवल प्रतिध्वनि का परिणाम है, और इसका कारण दोलन प्रणाली की आंतरिक (प्राकृतिक) आवृत्ति के साथ बाहरी (रोमांचक) आवृत्ति का संयोग है।

अनुनाद की घटना का उपयोग करके, बहुत कमजोर आवधिक दोलनों को भी अलग और प्रवर्धित किया जा सकता है।

अनुनाद वह घटना है कि ड्राइविंग बल की एक निश्चित आवृत्ति पर दोलन प्रणाली इस बल की कार्रवाई के प्रति विशेष रूप से प्रतिक्रियाशील हो जाती है। दोलन सिद्धांत में प्रतिक्रिया की डिग्री को गुणवत्ता कारक नामक मात्रा द्वारा वर्णित किया जाता है।

उपयोग:

दूध पाउडर को पानी में घोलना।

संगीत वाद्ययंत्रों में अनुनादक।

शरीर का चुंबकीय अनुनाद परीक्षण।

झूलता हुआ झूला.

बेल जीभ का झूलना.

गुंजायमान ताले और चाबियाँ।

चोट:

संरचनाओं का विनाश.

टूटे हुए तार.

बाल्टी से पानी का छींटा.

रेल जोड़ों पर कार का हिलना।

पाइपलाइनों में कंपन.

क्रेन पर बोझ झुलाना।

पुल पर मार्च करने के परिणामस्वरूप पुल का नष्ट होना।

जब कोई रेलगाड़ी रेल जोड़ों के पास से गुजरती है तो समय-समय पर लगने वाले झटकों के प्रभाव में पुल की प्रतिध्वनि।

हाल ही में उत्पन्न हुई कुछ परिस्थितियों ने चट्टानों के फटने को प्राकृतिक भूकंपों के प्रयोगशाला मॉडल के रूप में देखना संभव बना दिया है। अर्थात् यह मान लेना कि प्राकृतिक भूकंपों की भी प्रतिध्वनि उत्पत्ति होती है।

ऐसे ज्ञात मामले हैं जब पूरे जहाज निश्चित प्रोपेलर शाफ्ट गति पर प्रतिध्वनि में आए।

अनुनाद की घटना का वर्णन पहली बार गैलीलियो गैलीली द्वारा 1602 में पेंडुलम और संगीत तारों के अध्ययन के लिए समर्पित कार्यों में किया गया था।

प्रौद्योगिकी में विद्युत अनुनाद की घटना का अनुप्रयोग।

यदि बाहरी बल की आवृत्ति ω प्राकृतिक आवृत्ति ω0 के करीब पहुंचती है, तो मजबूर दोलनों के आयाम में तेज वृद्धि होती है। इस घटना को अनुनाद कहा जाता है। प्रेरक बल की आवृत्ति ω पर मजबूर दोलनों के आयाम xm की निर्भरता को अनुनाद विशेषता या अनुनाद वक्र (चित्रा 2) कहा जाता है।

अनुनाद पर, भार के कंपन का आयाम xm बाहरी प्रभाव के कारण स्प्रिंग के मुक्त (बाएं) छोर के कंपन के आयाम ym से कई गुना अधिक हो सकता है। घर्षण की अनुपस्थिति में, अनुनाद के दौरान मजबूर दोलनों का आयाम बिना किसी सीमा के बढ़ना चाहिए। वास्तविक परिस्थितियों में, स्थिर-अवस्था मजबूर दोलनों का आयाम इस स्थिति से निर्धारित होता है: दोलन अवधि के दौरान बाहरी बल का कार्य घर्षण के कारण उसी समय के दौरान यांत्रिक ऊर्जा के नुकसान के बराबर होना चाहिए। घर्षण जितना कम होगा (यानी, दोलन प्रणाली का गुणवत्ता कारक Q जितना अधिक होगा), अनुनाद पर मजबूर दोलनों का आयाम उतना ही अधिक होगा।

बहुत उच्च गुणवत्ता वाले कारक वाले ऑसिलेटरी सिस्टम में (

अनुनाद की घटना पुलों, इमारतों और अन्य संरचनाओं के विनाश का कारण बन सकती है यदि उनके दोलनों की प्राकृतिक आवृत्तियाँ समय-समय पर कार्य करने वाले बल की आवृत्ति के साथ मेल खाती हैं, जो उदाहरण के लिए, एक असंतुलित मोटर के घूमने के कारण उत्पन्न होती है।

चित्र 2।

क्षीणन के विभिन्न स्तरों पर अनुनाद वक्र: 1 - घर्षण के बिना दोलन प्रणाली; अनुनाद पर, मजबूर दोलनों का आयाम xm अनिश्चित काल तक बढ़ता है; 2, 3, 4 - विभिन्न गुणवत्ता कारकों के साथ दोलन प्रणालियों के लिए वास्तविक अनुनाद वक्र: Q2 Q3 Q4। कम आवृत्तियों पर (ω ω0) xm → 0.

विद्युत अनुनाद.

जब किसी बाहरी स्रोत की आवृत्ति विद्युत सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खाती है तो वर्तमान दोलनों के आयाम में वृद्धि की घटना को विद्युत अनुनाद कहा जाता है।

रेडियो रिसीवर को वांछित रेडियो स्टेशन पर ट्यून करते समय विद्युत अनुनाद की घटना एक उपयोगी भूमिका निभाती है, प्रेरण और समाई के मूल्यों को बदलकर, यह सुनिश्चित करना संभव है कि दोलन सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय की आवृत्ति के साथ मेल खाती है; किसी भी रेडियो स्टेशन द्वारा उत्सर्जित तरंगें। परिणामस्वरूप, सर्किट में गुंजयमान छोटे बिंदु दिखाई देंगे। इससे रेडियो को वांछित स्टेशन पर ट्यून किया जा सकता है।

विद्युत अनुनाद की एक अन्य विशेषता इसे सक्रिय स्थायी चुम्बकों वाली मोटरों में उपयोग करने की संभावना है। चूँकि नियंत्रण विद्युत चुम्बक समय-समय पर ध्रुवीयता बदलता रहता है, अर्थात्। प्रत्यावर्ती धारा द्वारा संचालित होता है, विद्युत चुम्बकों को एक संधारित्र के साथ एक दोलन सर्किट में शामिल किया जा सकता है।

विद्युत चुम्बकों का कनेक्शन श्रृंखला, समानांतर या संयुक्त हो सकता है, और मोटर की ऑपरेटिंग आवृत्ति पर अनुनाद के अनुसार कैपेसिटेंस का चयन किया जाता है, जबकि विद्युत चुम्बकों के माध्यम से वर्तमान का औसत मूल्य बड़ा होगा, और बाहरी वर्तमान आपूर्ति मुख्य रूप से क्षतिपूर्ति करेगी सक्रिय हानियों के लिए. जाहिर है, ऑपरेशन का यह तरीका दक्षता के दृष्टिकोण से सबसे आकर्षक होगा, और इस मामले में मोटर को चुंबकीय अनुनाद स्टेपर कहा जाएगा।

यांत्रिकी.

अधिकांश लोगों के लिए सबसे परिचित यांत्रिक अनुनाद प्रणाली एक नियमित स्विंग है। यदि आप झूले को उसकी गुंजायमान आवृत्ति के अनुसार धकेलते हैं, तो गति की सीमा बढ़ जाएगी, अन्यथा गति फीकी पड़ जाएगी।

अनुनाद घटना विभिन्न यांत्रिक प्रणालियों में अपरिवर्तनीय क्षति का कारण बन सकती है। यांत्रिक अनुनादकों का संचालन स्थितिज ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में बदलने पर आधारित है।

डोरी।

ल्यूट, गिटार, वायलिन या पियानो जैसे वाद्ययंत्रों के तारों में एक मौलिक गुंजयमान आवृत्ति होती है जो सीधे तार की लंबाई, द्रव्यमान और तनाव से संबंधित होती है। डोरी का तनाव बढ़ाने और उसका द्रव्यमान (मोटाई) और लंबाई कम करने से उसकी गुंजयमान आवृत्ति बढ़ जाती है। हालाँकि, आवृत्तियाँ हार्मोनिक कंपन नहीं हैं, जिन्हें संगीत नोट्स के रूप में माना जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक्स.

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, प्रतिध्वनि एक विशिष्ट आवृत्ति पर होती है जब सिस्टम प्रतिक्रिया के आगमनात्मक और कैपेसिटिव घटक संतुलित होते हैं, जिससे ऊर्जा प्रेरक तत्व के चुंबकीय क्षेत्र और संधारित्र के विद्युत क्षेत्र के बीच प्रसारित होती है।

अनुनाद तंत्र यह है कि प्रेरण का चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है जो संधारित्र को चार्ज करता है, और संधारित्र का निर्वहन करने से एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है

यांत्रिक पेंडुलम के अनुरूप कई बार दोहराया जाता है।

माइक्रोवेव इलेक्ट्रॉनिक्स में, वॉल्यूमेट्रिक रेज़ोनेटर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो अक्सर तरंग दैर्ध्य के क्रम पर आयामों के साथ बेलनाकार या टोरॉयडल ज्यामिति के होते हैं, जिसमें सीमा स्थितियों द्वारा निर्धारित व्यक्तिगत आवृत्तियों पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के उच्च गुणवत्ता वाले दोलन संभव होते हैं।

प्रकाशिकी।

ऑप्टिकल रेंज में, सबसे आम प्रकार का रेज़ोनेटर फैब्री-पेरोट रेज़ोनेटर है, जो बनता है

दर्पणों का एक जोड़ा, जिसके बीच अनुनाद में एक स्थायी तरंग स्थापित होती है। फैब्री-पेरोट प्रकार के ऑप्टिकल रेज़ोनेटर के प्रकार:

1. समतल - समानांतर;

2. संकेंद्रित (गोलाकार);

3. अर्धगोलाकार;

4. कन्फोकल;

5. उत्तल-अवतल.

ध्वनिकी।

अनुनाद घटना किसी भी आवृत्ति के यांत्रिक कंपन में देखी जा सकती है, विशेष रूप से ध्वनि कंपन में। निम्नलिखित प्रयोग में हमारे पास ध्वनि या ध्वनिक अनुनाद का एक उदाहरण है।

आइए दो समान ट्यूनिंग कांटे एक-दूसरे के बगल में रखें, बक्सों के छेदों को एक-दूसरे की ओर मोड़ें, जिस पर वे लगे हैं (चित्र 40)। बक्सों की आवश्यकता इसलिए होती है क्योंकि वे ट्यूनिंग कांटे की ध्वनि को बढ़ाते हैं। यह ट्यूनिंग कांटा और बॉक्स में बंद हवा के स्तंभ के बीच प्रतिध्वनि के कारण होता है; इसलिए बक्सों को रेज़ोनेटर या रेज़ोनेंट बॉक्स कहा जाता है। हवा में ध्वनि तरंगों के प्रसार का अध्ययन करते समय, हम नीचे इन बक्सों के संचालन के बारे में अधिक विस्तार से बताएंगे। अब हम जिस प्रयोग का विश्लेषण करेंगे उसमें बक्सों की भूमिका पूर्णतः सहायक है।

चावल। 40. ट्यूनिंग कांटे की अनुनाद

आइए ट्यूनिंग कांटों में से एक को दबाएं और फिर इसे अपनी उंगलियों से मफल करें। हम सुनेंगे कि दूसरा ट्यूनिंग कांटा कैसा लगता है।

आइए दो अलग-अलग ट्यूनिंग फ़ोर्क लें, यानी अलग-अलग पिचों के साथ, और प्रयोग दोहराएं। अब प्रत्येक ट्यूनिंग कांटा दूसरे ट्यूनिंग कांटा की ध्वनि पर प्रतिक्रिया नहीं करेगा।

इस परिणाम की व्याख्या करना कठिन नहीं है। एक ट्यूनिंग कांटा (1) का कंपन हवा के माध्यम से दूसरे ट्यूनिंग कांटा (2) पर कुछ बल के साथ कार्य करता है, जिससे यह मजबूर कंपन करता है। चूँकि ट्यूनिंग कांटा 1 एक हार्मोनिक दोलन करता है, ट्यूनिंग कांटा 2 पर लगने वाला बल ट्यूनिंग कांटा 1 की आवृत्ति के साथ हार्मोनिक दोलन के नियम के अनुसार बदल जाएगा। यदि बल की आवृत्ति ट्यूनिंग कांटा 2 की प्राकृतिक आवृत्ति के समान है , तब प्रतिध्वनि होती है - ट्यूनिंग कांटा 2 जोर से घूमता है। यदि बल की आवृत्ति भिन्न है, तो ट्यूनिंग कांटा 2 के मजबूर कंपन इतने कमजोर होंगे कि हम उन्हें सुन नहीं पाएंगे।

चूँकि ट्यूनिंग कांटे में बहुत कम क्षीणन होता है, इसलिए उनकी प्रतिध्वनि तीव्र होती है (§ 14)। इसलिए, ट्यूनिंग कांटे की आवृत्तियों के बीच एक छोटा सा अंतर भी इस तथ्य की ओर ले जाता है कि एक दूसरे के कंपन पर प्रतिक्रिया करना बंद कर देता है। यह पर्याप्त है, उदाहरण के लिए, दो समान ट्यूनिंग कांटों में से एक के पैरों पर प्लास्टिसिन या मोम के टुकड़े चिपकाने के लिए, और ट्यूनिंग कांटे पहले से ही धुन से बाहर हो जाएंगे, कोई प्रतिध्वनि नहीं होगी।

हम देखते हैं कि मजबूर दोलनों के दौरान सभी घटनाएं ट्यूनिंग कांटे के साथ उसी तरह घटित होती हैं जैसे स्प्रिंग पर भार के मजबूर दोलनों के प्रयोगों में होती हैं (§ 12)।

यदि कोई ध्वनि एक स्वर (आवधिक कंपन) है, लेकिन एक स्वर (हार्मोनिक कंपन) नहीं है, तो इसका मतलब है, जैसा कि हम जानते हैं, इसमें स्वरों का योग होता है: निम्नतम (मौलिक) और ओवरटोन। जब भी ट्यूनिंग कांटा की आवृत्ति ध्वनि के किसी भी हार्मोनिक्स की आवृत्ति के साथ मेल खाती है तो ट्यूनिंग कांटा को ऐसी ध्वनि प्रतिध्वनित करनी चाहिए। यह प्रयोग एक सरलीकृत सायरन और एक ट्यूनिंग कांटा के साथ ट्यूनिंग कांटा के अनुनादक छेद को रुक-रुक कर आने वाली वायु धारा के विरुद्ध रखकर किया जा सकता है। यदि ट्यूनिंग कांटा की आवृत्ति के बराबर है, तो, जैसा कि देखना आसान है, यह न केवल 300 रुकावटों प्रति सेकंड (सायरन के मुख्य स्वर की प्रतिध्वनि) पर, बल्कि 150 पर भी सायरन की ध्वनि का जवाब देगा। रुकावटें - सायरन के पहले ओवरटोन पर प्रतिध्वनि, और 100 रुकावटों पर - दूसरे ओवरटोन पर प्रतिध्वनि, आदि।

पेंडुलम (§ 16) के सेट के साथ प्रयोग के समान ध्वनि कंपन के साथ एक प्रयोग को पुन: पेश करना मुश्किल नहीं है। ऐसा करने के लिए, आपके पास केवल ध्वनि अनुनादकों का एक सेट होना चाहिए - ट्यूनिंग कांटे, तार, अंग पाइप। जाहिर है, एक भव्य पियानो या पियानो के तार विभिन्न प्राकृतिक आवृत्तियों के साथ दोलन प्रणालियों का एक बहुत व्यापक सेट बनाते हैं। यदि, पियानो खोलकर और पैडल दबाकर, हम तारों पर जोर से एक नोट गाते हैं, तो हम सुनेंगे कि उपकरण उसी पिच और समान समय की ध्वनि के साथ कैसे प्रतिक्रिया करता है। और यहां हमारी आवाज हवा के माध्यम से एक आवधिक बल पैदा करती है जो सभी तारों पर कार्य करती है। हालाँकि, केवल वे जो हार्मोनिक कंपन के साथ प्रतिध्वनित होते हैं - मौलिक और ओवरटोन जो हमारे द्वारा गाए गए स्वर को बनाते हैं - प्रतिक्रिया देते हैं।

इस प्रकार, ध्वनिक अनुनाद के साथ प्रयोग फूरियर प्रमेय की वैधता के उत्कृष्ट चित्रण के रूप में काम कर सकते हैं।

अनुनाद ध्वनि उपकरणों के डिजाइन में उपयोग की जाने वाली सबसे महत्वपूर्ण भौतिक प्रक्रियाओं में से एक है, जिनमें से अधिकांश में अनुनादक होते हैं, उदाहरण के लिए, वायलिन के तार और शरीर, बांसुरी की ट्यूब और ड्रम का शरीर।

उच्च तीव्रता वाला इन्फ्रासाउंड, जिसमें अनुनाद शामिल होता है, आंतरिक अंगों और इन्फ्रासाउंड की कंपन आवृत्तियों के संयोग के कारण, लगभग सभी आंतरिक अंगों के कामकाज में व्यवधान होता है, और हृदय की गिरफ्तारी या रक्त वाहिकाओं के टूटने के कारण मृत्यु संभव है। निम्नलिखित आवृत्तियों के साथ ध्वनि कंपन की घटना के प्रति विशेष सावधानी बरतनी चाहिए, क्योंकि आवृत्तियों के संयोग से प्रतिध्वनि होती है:

मानव शरीर के कुछ भागों की प्राकृतिक (गुंजयमान) आवृत्तियाँ

20-30 हर्ट्ज
सिर की प्रतिध्वनि
40-100 हर्ट्ज
आँख की प्रतिध्वनि
0.5-13 हर्ट्ज
वेस्टिबुलर तंत्र की प्रतिध्वनि
4-6 हर्ट्ज
हृदय की प्रतिध्वनि
2-3 हर्ट्ज
पेट की प्रतिध्वनि
2-4 हर्ट्ज
आंत प्रतिध्वनि
6-8 हर्ट्ज
गुर्दे की प्रतिध्वनि
2-5 हर्ट्ज
हाथ की प्रतिध्वनि
5-7 हर्ट्ज
भय और घबराहट की भावना पैदा करता है

खगोल भौतिकी।

आकाशीय यांत्रिकी में कक्षीय अनुनाद एक ऐसी स्थिति है जिसमें दो (या अधिक) खगोलीय पिंडों की कक्षीय अवधि होती है जो छोटी प्राकृतिक संख्याओं के रूप में संबंधित होती है। परिणामस्वरूप, ये खगोलीय पिंड नियमित गुरुत्वाकर्षण लगाते हैं

एक दूसरे पर प्रभाव, जो उनकी कक्षाओं को स्थिर कर सकता है।

जनता की प्रतिक्रिया.

सार्वजनिक प्रतिध्वनि किसी व्यक्ति या किसी चीज़ के कुछ कार्यों (सूचना, व्यवहार, बयान, आदि) के प्रति कई लोगों की प्रतिक्रिया (आक्रोश, उत्तेजना, प्रतिक्रियाएँ, आदि) है। मीडिया द्वारा किसी विशेष सामाजिक या राजनीतिक घटना पर जनता का ध्यान आकर्षित करके कृत्रिम रूप से सार्वजनिक प्रतिध्वनि पैदा की जा सकती है।

इसके अलावा, कुछ समूहों द्वारा सार्वजनिक आक्रोश का उपयोग न्यायपालिका, कार्यकारी और विधायी शाखाओं, सरकार, सार्वजनिक संगठनों और राजनीतिक दलों पर दबाव डालने के लिए किया जाता है।

निष्कर्ष।

परियोजना के निर्माण के परिणामस्वरूप, मैंने अनुनाद की घटना का अध्ययन करने के उद्देश्य से बहुत सारे शोध किए: वैज्ञानिक साहित्य के साथ काम करना, वीडियो देखना, काम के दौरान 10 वीं कक्षा के छात्रों का सर्वेक्षण करना, मुझे पता चला कि अनुनाद की घटना मनुष्य के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण भौतिक घटना है और इसका उपयोग विज्ञान और प्रौद्योगिकी की कई शाखाओं में किया जाता है। लेकिन फायदे के साथ-साथ अनुनाद नुकसान भी पहुंचा सकता है।

परियोजना का उपयोग कक्षा 9 और 11 में "रेजोनेंस" विषय का अध्ययन करते समय अतिरिक्त सामग्री के रूप में किया जा सकता है।

प्रयुक्त साहित्य की सूची:

en.wikipedia.org

1. mirslovarei.com - सार्वजनिक प्रतिध्वनि क्या है (राजनीतिक शब्दकोश से सामग्री)

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