Resonanssi: Fysiikan ilmiö

Värähtelykykyinen systeemi on resonanssissa, kun siihen vaikuttaa ulkopuolinen voima, jonka vaihtelun taajuus on sama tai lähes sama kuin järjestelmän ominaisvärähtelytaajuus. Voiman voi aiheuttaa esimerkiksi toinen värähtelevä kappale, sähkökenttä tai magneettikenttä. Resonanssi voimistaa värähtelyn erityisen suureksi.

Mekaanisesta resonanssista on usein haittaa. Koneen osa saattaa hajota joutuessaan resonanssiin, ja jopa suuria siltoja on murtunut tuulen aiheuttaman resonanssin vaikutuksesta. Sähköistä resonanssia hyödynnetään värähtelypiirissä, jota käytetään yleisesti elektronisissa laitteissa, kuten televisiossa ja radiossa. Akustista resonanssia puolestaan tarvitaan äänen tuottamiseen soittimissa, ihmisen äänielimissä ja vaikkapa ääniraudassa.

Resonanssi-ilmiöillä on suuri merkitys materiaalitutkimuksessa. Mittaamalla aineen osasten resonanssitaajuuksia – eli niiden spektri – voidaan saada yksityiskohtaista tietoa aineen rakenteesta. Esimerkkejä ovat ydinmagneettinen resonanssi (NMR), elektroni-spin resonanssi (ESR) ja ytimen gammaresonanssi (NGR) eli Mössbauerin ilmiö, joita kaikkia hyödynnetään spektroskopiassa.

Resonanssissa resonoiva systeemi tai sen osa värähtelee sinimuotoisesti resonanssitaajuudella. Värähtelyä voidaan analysoida matemaattisesti Fourier-muunnoksen avulla, jolloin värähtelyn spektri saadaan esiin.