Rezonans Nedir? Nasıl Oluşur? Yapıları Nasıl Etkiler?

Gündelik hayatımızın her anında kullandığımız rezonansın oluşum nedenleri, kullanım alanları ve yapılar üzerindeki olumsuz etkileri nelerdir?

Cisimler, yüklü parçacıklar ve mekanik sistemler genellikle titreşme eğiliminde oldukları belirli bir frekansa sahiptirler. Buna rezonans frekansı veya doğal frekans denir. Eğer herhangi bir cisim, doğal frekansına eşit veya çok yakın bir frekansta titreşimlere veya düzenli darbelere maruz kalırsa güçlü bir şekilde titreşmeye başlar. Bu duruma rezonans denir.

Örneğin; otomobil ve üzerinde bulunan bir bardak ile bu durum açıklanabilir. Otomobil motor çalışır haldeyken titreşir. Bardak da motor tarafından oluşturulan titreşimlerin frekansına eşit doğal bir frekansa sahip olması nedeniyle titreşmeye başlar. Bu durumda bardağın motor ile rezonans halinde olduğu söylenir.

Bir titreşim kaynağının aynı frekansta oluşturduğu titreşimler, bir cisimde nispeten zayıf bir titreşim oluşturabilirken, bir başka cisimde güçlü bir titreşime neden olabilir. Örneğin; yolda aracınızla hareket halindeyken aşağı yukarı zıplamaya başlarsınız, Bu durum aracınızın süspansiyonlarının rezonans frekans aralığında gerçekleşir. Eğer, bu durumu bir otobüste denerseniz, zıplama frekansının biraz daha yavaş olduğunu fark edebilirsiniz. Bunun nedeni ise, otobüsün süspansiyonlarının daha düşük rezonans frekansa sahip olmasıdır.

Rezonans Çeşitleri ve Örnekleri

Rezonans doğada yaygın olarak bulunur ve birçok insan yapımı cihazda kullanılır. Neredeyse tüm sinüzoidal dalgaların ve titreşimlerin üretildiği mekanizmadır. Duyduğumuz birçok ses, örneğin metal, cam veya ahşabın sert cisimlerine çarpıldığında, cisimdeki kısa rezonant titreşimlerden kaynaklanır.

Rezonans, her türlü titreşim veya dalga ile ortaya çıkar: mekanik rezonans, akustik rezonans, manyetik rezonans, elektrik rezonansı, nükleer manyetik rezonans, elektron spin rezonansı ve kuantum dalga fonksiyonlarının rezonansı vardır.

Mekanik rezonans, meydana geldiği nesneyi yok edecek kadar güçlü titreşimler üretebilir. Örneğin, bir köprünün üzerinden yürüyen askerler köprünün doğal frekansında aşırı titreşimler oluşturarak sallanmasına neden olabilirler. Bu durumu önlemek için askerler bir köprüyü geçerken uygun adım değil, normal adıma dönerler.

Geçmişte yaşanmış mekanik rezonans konusundaki en büyük örnek ise, 1940 yılında Washington’daki Tacoma Narrows Köprüsü‘nün yıkılması olacaktır. İçerisinden geçen rüzgarların asma köprünün doğal frekansında titreşmesine sebep olmasıyla büyük bir salınım yaşanmış ve kısa sürede çökmüştü.

Akustik rezonans, müzik aletlerinde sesin şiddetini artırmak veya belirli bir frekansın titreşimlerini üretmek için kullanılır.

Uygun frekansta titreşime maruz kaldığında kristal bir bardağın paramparça olması da rezonans kaynaklıdır.

Elektrik rezonansı, radyo frekanslarının seçici olarak alınmasına izin veren radyo ve TV’lerde ayarlanmış devrelerin gibi birçok frekans içeren karmaşık bir titreşimden belirli frekansları seçmek için kullanılabilir.

Manyetik rezonans, canlıların iç yapısını görüntülemeyi sağlayan Emar (MR) cihazlarında kullanılan yöntemdir.

İlginizi Çekebilecek Diğer Yazılar