Resonanz (Physik)

Dieser Text beschreibt Resonanz (Physik).

In der Physik genannt Resonanz das Mitschwingen eines schwingungsfĂ€higen Systems, wenn es durch eine Anregungsfrequenz in der NĂ€he seiner Eigenfrequenz f₀ angeregt wird.

Die Resonanzkurve eines solchen Systems gibt seine Schwingungsamplitude in AbhĂ€ngigkeit von der Anregungsfrequenz an. Eine hohe, steile Resonanzkurve entspricht einer kleinen DĂ€mpfung, die Schwingungsamplitude kann die der anregenden Schwingung auch weit ĂŒbertreffen. Bei einem ungedĂ€mpften, schwingfĂ€higen System kann die Resonanz zu dem grenzenlosen Anstieg der Amplitude (Resonanzkatastrophe) fĂŒhren.
Eine flache Resonanzkurve entspricht einer starken DÀmpfung. Die Schwingungsamplitude hÀngt dann weniger stark von der Anregungsfrequenz ab.Das PhÀnomen der Resonanz ist in der Physik sehr verbreitet. Beispiele sind:

• In der Mechanik:
  • "Aufschaukeln" der Schwingung einer HĂ€ngebrĂŒcke in böigem Wind.
  • Starke Vibrationen von Fahrzeugkarosserien bei bestimmten Motordrehzahlen
• In der Hydromechanik:
  • Tideresonanz
  • Wellenresonanz
  • Brandungsresonanz
• In der Akustik:
  • Das Mitschwingen einer (Gitarren)saite, wenn ein gleichgestimmtes Instrument ertönt.
• In der Elektrotechnik beim Schwingkreis.
• In der Atomphysik:
  • Resonanzfluoreszenz eines Atoms oder MolekĂŒls bei Anregung in dem Lichtfeld.
  • Scharfe Absorptionsmaxima in dem Lichtspektrum der Sonne.
• In der Kernphysik:
  • Kernspinresonanz des Kernspins. Bringt man einen Atomkern mit einem von Null verschiedenen Gesamtspin in ein Magnetfeld, richtet sich das aus dem Spin resultierende magnetische Moment entweder parallel oder antiparallel zu dem Ă€ußeren Feld aus. Dabei ist die parallele Ausrichtung energetisch bevorzugt. Der antiparallelen Ausrichtung entspricht ein kleinfĂŒgig höherer Energiebetrag, der durch Einstrahlung von Radiowellen mit einer bestimmten Resonanzfrequenz aufgebracht werden kann. Das Umklappen des Kernspins aus der parallelen in die antiparallele Ausrichtung nach der Energieeinstrahlung bezeichnet man als Kernspinresonanz. Dasselbe Verhalten - Umklappen des Spins - zeigen Elektronen, was man in der Elektronenspinresonanz nutzt.

Siehe auch: Resonanz, Resonanzkatastrophe