Резонанс в природе и технике
 Скачать 27.88 Kb.
|
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Липецкой области“Кадетская школа имени майора милиции Коврижных А.П”Индивидуальный проект Тема: Резонанс в природе и технике Выполнил: Ученик 11Б класса Чеботарев Дмитрий Проверил: Кавина Ю.В. г. Липецк-2022г Содержание Вступление, цель и задачи проекта ,актуальность проекта…………..3 Резонанс и история его открытия………………………………………4 Пример резонанса………………………………………………………..5 Резонанс в технике…...………………………………………………….6 Собственные частоты некоторых частей тела человека………………7 Заключение……………………………………………………………….8 Список источников……..………………………………………………..9 Введение Ежедневно мы слышим среди всего информационного потока слово «резонанс». Его часто употребляют в своей речи политики, журналисты и телеведущие, указывающие на возникновение событий, вызывающих резонанс. Однако не только политики употребляют этот термин. Мы слышим о резонансе в различных сферах человеческой деятельности. Актуальность темы: Резонанс обладает огромным значением для всех прикладных сфер электротехники, также весьма стремительно применяется в радиотехнике, в прикладной акустике, в электротехнике, электронике и иных отраслях. Цель работы: Изучить резонанс в природе, технике, а также рассказать о резонансе простыми словами. Задачи работы: Проанализировать литературу, освященную явлению резонанса Изучить историю открытия резонанса Обобщить понятие явления резонанса в разных сферах человеческой деятельности. Тип проекта: информационный. Резонанс и история его открытия Впервые наличие стоячих электромагнитных волн и их частоты в системе «поверхность Земли – ионосфера» было предсказано ирландским физиком Дж. Ф. Фицджеральдом в 1893 году. В 1900 году, к подобному выводу пришёл Никола Тесла, запатентовавший в 1905 году своё открытие. Н. Тесла, однако, не знал о существовании ионосферного слоя, и вообще о проводимости атмосферы, поэтому рассчитанные им частоты резонансов оказались неверными. Нашему взору открыта лишь малая часть знаний о резонансе и его последствиях его действия. Сюда относится практически весь спектр ассоциаций, связанных со словом резонанс. Это и маятники на общей нити, и посуда, дребезжащая в шкафу в ответ на проехавший по улице трамвай, и раскачивание качелей, и питерский мост, рухнувший от строевого шага прошедшей по нему роты солдат, и лазерная генерация и т.д. Но все же что такое резонанс? Резонанс — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствам системы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение возбуждающей частоты с собственной частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса становится возможным усилить даже весьма слабые периодические колебания. Резонанс явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. Степень отзывчивости в теории колебаний описывается величиной, называемой добротность. Наблюдать явления резонанса можно даже в обыденных вещах. Например, раскачивание качелей или синхронный звон колоколов в ближайшей церкви. Однако резонанс используют и в медицине. Например, то же магнитно-резонансное обследование организма Пример резонанса Электрический резонанс. Явление возрастания амплитуды колебаний тока при совпадении частоты внешнего источника с собственной частотой электрической цепи называется электрическим резонансом. Явление электрического резонанса играет важную роль при настройке радиоприемника на нужную радиостанцию, изменяя величины индуктивности и ёмкости, можно добиться того, что собственная частота колебательного контура совпадёт с частотой электромагнитных волн, излучаемых какой-либо радиостанцией. В результате этого в контуре возникнут резонансные колебания, которые малы по значению. Это приводит к настройке радиоприёмника на нужную станцию. Еще одной из особенностей электрического резонанса является возможность использование его в двигателях с активными постоянными магнитами. Поскольку управляющий электромагнит периодически меняет полярность, т.е. питается переменным током, электромагниты можно включить в состав колебательного контура с емкостью. Соединение электромагнитов может быть последовательное, параллельное или комбинированное, а емкость подбирается по резонансу на рабочей частоте двигателя, при этом среднее значение тока через электромагниты будет большим, а внешняя подпитка по току будет компенсировать в основном активные потери. Виды в технике Механика. Наиболее известная большинству людей механическая резонансная система — это обычные качели. Если вы будете подталкивать качели в соответствии с их резонансной частотой, размах движения будет увеличиваться, в противном случае движения будут затухать. Резонансные явления могут вызвать необратимые разрушения в различных механических системах. В основе работы механических резонаторов лежит преобразование потенциальной энергии в кинетическую. Струна. Струны таких инструментов, как лютня, гитара, скрипка или пианино, имеют основную резонансную частоту, напрямую зависящую от длины, массы и силы натяжения струны. Увеличение натяжения струны и уменьшение её массы (толщины) и длины увеличивает её резонансную частоту. Однако частоты, не гармонические колебания, которые и воспринимаются как музыкальные ноты. Электроника. В электронных устройствах резонанс возникает на определённой частоте, когда индуктивная и ёмкостная составляющие реакции системы уравновешены, что позволяет энергии циркулировать между магнитным полем индуктивного элемента и электрическим полем конденсатора. Механизм резонанса заключается в том, что магнитное поле индуктивности генерирует электрический ток, заряжающий конденсатор, а разрядка конденсатора создаёт магнитное поле и повторяется многократно, по аналогии с механическим маятником. СВЧ. В СВЧ электронике широко используются объёмные резонаторы, чаще всего цилиндрической или тороидальной геометрии с размерами порядка длины волны, в которых возможны добротные колебания электромагнитного поля на отдельных частотах, определяемых граничными условиями. Оптика. В оптическом диапазоне самым распространенным типом резонатора является резонатор Фабри- Перо, образованный парой зеркал, между которыми в резонансе устанавливается стоячая волна. Собственные (резонансные) частоты некоторых частей тела человека 20-30 Гц резонанс головы 40-100 Гц резонанс глаз 0.5-13 Гц резонанс вестибулярного аппарата 4-6 Гц резонанс сердца 2-3 Гц резонанс желудка 2-4 Гц резонанс кишечника 6-8 Гц резонанс почек 2-5 Гц резонанс рук 5-7 Гц вызывает чувство страха и паники Заключение В ходе создания проекта я выяснил, что резонанс применяется во многих сферах. От изменений ландшафта земли из-за землетрясений до примеров резонанса в человеческом организме. Список источников https://gufo.me/dict/physics https://zaochnik.ru/blog/rezonans-v-fizike-dlya-chajnikov/ https://ru.m.wikipedia.org/wiki Универсальный справочник, С.Ю. Курганов, Н.А. Гырдымова – М.:Эксмо, 2011. |