Номер 3, страница 21, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Звук. Параграф 66. Резонанс в акустике. Вопросы и задания - номер 3, страница 21.

Условие.

3. Приведите примеры резонаторов.

Решение.

Резонатор — это система (механическая, акустическая, электромагнитная и т. д.), которая способна совершать колебания с определённой частотой (или набором частот), называемой собственной или резонансной частотой. При воздействии на резонатор внешней силы с частотой, совпадающей с его собственной, амплитуда колебаний в системе резко возрастает. Это явление называется резонансом. Резонаторы используются для усиления, фильтрации или генерации колебаний.

Примеры резонаторов можно разделить на несколько групп по их физической природе.

Механические резонаторы

• Качели или маятник. Простейший пример резонатора. Если раскачивать качели в такт их собственным колебаниям, можно достичь большой амплитуды с минимальными усилиями.

• Камертон. Металлическая вилка, которая после удара издаёт звук строго определённой частоты. Используется для настройки музыкальных инструментов.

• Струны музыкальных инструментов. Струны гитары, скрипки или фортепиано являются резонаторами. Их длина, натяжение и масса определяют собственную частоту колебаний, которая соответствует определённой музыкальной ноте.

• Кварцевый резонатор. Тонкая пластинка из кристалла кварца, используемая в электронных часах и компьютерах. Благодаря пьезоэлектрическому эффекту она колеблется с чрезвычайно стабильной частотой, что позволяет точно измерять время.

Акустические резонаторы

• Корпус струнных инструментов (гитары, скрипки). Воздух внутри корпуса инструмента (деки) представляет собой акустический резонатор. Он усиливает и обогащает звук, создаваемый колебаниями струн.

• Духовые инструменты. В трубе, флейте или кларнете резонатором является столб воздуха внутри инструмента. Его колебания создают звук, высота которого зависит от длины столба воздуха.

• Резонатор Гельмгольца. Любая полость с небольшим отверстием, например, пустая бутылка. Если подуть над горлышком, воздух внутри начинает резонировать, издавая низкий гудящий звук.

• Голосовой аппарат человека. Гортань, ротовая и носовая полости действуют как система резонаторов, формирующих уникальный тембр голоса каждого человека.

Электромагнитные резонаторы

• Колебательный контур (LC-контур). Электрическая цепь из катушки индуктивности (L) и конденсатора (C). Это основа радиоприёмников и передатчиков, позволяющая выделить из эфира сигнал нужной радиостанции, настроившись на её частоту.

• Объёмный резонатор. Металлическая полость, в которой могут существовать стоячие электромагнитные волны. Такие резонаторы используются в технике сверхвысоких частот (СВЧ), например, в магнетроне микроволновой печи для генерации микроволн.

• Антенны. Многие типы антенн, особенно дипольные, проектируются так, чтобы их физические размеры вызывали резонанс на определённой частоте, что обеспечивает максимальную эффективность приёма или передачи радиосигнала.

Оптические резонаторы

• Резонатор лазера. Как правило, это система из двух параллельных зеркал, между которыми многократно отражается свет. В такой системе усиливаются только световые волны определённых длин (резонансных частот), что является ключевым принципом работы лазера.

Ответ: Примерами резонаторов служат: в механике — качели, камертон, струны музыкальных инструментов; в акустике — корпус гитары, столб воздуха во флейте, пустая бутылка; в электродинамике — колебательный контур в радио, объёмный резонатор в микроволновой печи; в оптике — система зеркал в лазере.