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Resonanz (Physik)

Als Resonanz werden in der Physik Vorgänge bezeichnet, bei denen ein schwingungsfähiges System mit seiner Eigenfrequenz durch Energiezufuhr angeregt wird. In diesem Fall beträgt die Phasenverschiebung zwischen Erreger und erzwungener Schwingung 90 Grad, der Energieübertrag auf das schwingungsfähige System ist in diesem Fall maximal. Hierdurch kann die Amplitude des angeregten Systems auf ein Vielfaches der Erregeramplitude ansteigen.

Die Resonanzkurve eines solchen Systems gibt seine Schwingungsamplitude in Abhängigkeit von der Erregerfrequenz an. Je geringer die Dämpfung ist, desto schmaler und höher wird das Maximum der Kurve, der Resonanzpeak. In extremen Fällen kann die „Aufschaukelung“ zur Zerstörung des Systems führen (Resonanzkatastrophe).

Der genaue Verlauf der Resonanzkurve hängt von der Kopplung zwischen Erreger und Resonator ab. Die abgebildete Resonanzkurve gilt für die so genannte Kraftkopplung und die Aufhängungskopplung. Es gibt andere Kopplungsarten wie Strom-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungskopplung. In der Nähe der Resonanzfrequenz lässt sich die Amplitude durch die Lorentzkurve ausdrücken. Sie stellt die Fourier-Transformierte einer exponentiell gedämpften Schwingung dar.

Das Phänomen der Resonanz ist in der Physik weit verbreitet. Beispiele sind:

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