Номер 2, страница 171 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Колебания и волны. Параграф 41. Резонанс в акустике. Вопросы - номер 2, страница 171.

Условие.

2. Для чего нужны резонаторы?

Решение.

Резонаторы — это колебательные системы, которые используются для возбуждения, поддержания, усиления или выделения колебаний определенной частоты. Их действие основано на физическом явлении резонанса, при котором происходит резкое увеличение амплитуды вынужденных колебаний системы, если частота внешнего воздействия совпадает с её собственной частотой колебаний.

Основное назначение резонаторов можно свести к двум ключевым функциям:

1. Выделение (фильтрация) и усиление частот. Резонатор избирательно откликается на колебания в узком диапазоне частот, близких к его резонансной частоте. Это свойство используется для того, чтобы из сложного сигнала, содержащего множество частотных компонент, выделить и усилить только нужную. Классическим примером является настройка радиоприемника на определенную станцию: его колебательный контур (резонатор) настраивается на частоту этой станции, усиливая её сигнал и подавляя остальные.

2. Генерация стабильных колебаний. Резонаторы являются неотъемлемой частью автогенераторов — устройств, создающих незатухающие колебания. Именно резонатор определяет и стабилизирует частоту генерируемого сигнала. Например, кварцевые резонаторы в электронных часах и компьютерной технике обеспечивают чрезвычайно высокую стабильность частоты, что критически важно для их точной работы.

Примеры резонаторов встречаются в самых разных областях науки и техники. В акустике это корпуса музыкальных инструментов (скрипки, гитары), которые усиливают звук струн и формируют тембр. В электромагнетизме — это колебательные LC-контуры, резонансная частота которых $f_0$ определяется по формуле Томсона: $f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$. В технике СВЧ применяются объемные резонаторы (например, в магнетронах микроволновых печей). В оптике основой лазеров служат оптические резонаторы, состоящие из системы зеркал. Даже обычные качели являются примером механического резонатора.

Ответ: Резонаторы нужны для того, чтобы за счет явления резонанса выделять, усиливать, фильтровать или генерировать колебания строго определенной частоты. Они являются ключевыми элементами во многих устройствах, от музыкальных инструментов и радиоприемников до лазеров и кварцевых часов, где требуется точная работа с частотой.