Номер 2, страница 138 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Колебания и волны. Параграф 33. Резонанс. Темы докладов - номер 2, страница 138.

Условие.

2. Полезный резонанс.

Решение.

2. Полезный резонанс

Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое происходит, когда частота внешней периодической силы `$\omega$` приближается к собственной (резонансной) частоте колебательной системы `$\omega_0$`. Хотя резонанс может быть разрушительным (например, обрушение мостов под действием ветра или шагающих в ногу солдат), он находит множество полезных применений в науке и технике.

Примеры использования полезного резонанса:

• Музыкальные инструменты: Корпуса струнных инструментов (гитары, скрипки) и столбы воздуха в духовых инструментах (флейты, трубы) спроектированы так, чтобы резонировать в ответ на колебания струн или губ музыканта. Этот акустический резонанс многократно усиливает звук и формирует характерный тембр (окраску) звучания инструмента.
• Радиосвязь и телевидение: Настройка радиоприемника на нужную станцию — это процесс изменения собственной частоты его колебательного контура так, чтобы она совпала с частотой несущей волны радиостанции. В результате резонанса сигнал именно этой станции резко усиливается, а сигналы других станций, работающих на иных частотах, остаются слабыми. Это обеспечивает избирательность приема.
• Микроволновые печи: В печах используются микроволны с частотой около 2,45 ГГц. Эта частота близка к резонансной частоте колебаний молекул воды. Под действием излучения молекулы воды в пище начинают интенсивно колебаться, что приводит к быстрому нагреву продукта изнутри.
• Магнитно-резонансная томография (МРТ): Метод медицинской диагностики, основанный на явлении ядерного магнитного резонанса. Ядра атомов водорода в теле человека, помещенного в сильное магнитное поле, резонансно поглощают и затем излучают радиоволны определенной частоты. Анализ этого отклика позволяет строить детальные послойные изображения внутренних органов и тканей.
• Лазеры: В основе работы лазера лежит оптический резонатор (например, два параллельных зеркала), который обеспечивает условия для резонанса световых волн определенной длины. За счет резонанса и явления вынужденного излучения происходит многократное усиление света, что позволяет получить мощный, узконаправленный и монохроматический световой пучок.
• Вибротехника: В строительстве и промышленности используются резонансные вибромашины (вибропогружатели свай, вибросита), которые позволяют достичь большой амплитуды колебаний рабочего органа при сравнительно малых затратах энергии.

Ответ: Полезный резонанс — это применение явления резонанса для усиления колебаний в тех случаях, когда это необходимо. Он используется в музыкальных инструментах для усиления звука, в радио для настройки на станцию, в микроволновых печах для нагрева пищи, в МРТ для диагностики, в лазерах для генерации света и в другой технике.