Resonanz (Physik)
In der Physik bezeichet Resonanz die Übereinstimmung der Frequenz einer Anregung mit der Eigenfrequenz des Systems. Bei einem ungedämpften, schwingfähigen System führt die Resonanz zum grenzenlosen Anstieg der Amplitude (Resonanzkatastrophe). Im gedämpften System zeichnet sich die Resonanz durch ein Maximum der Reaktion des Systems aus.Das Phänomen der Resonanz ist in der Physik sehr verbreitet. Beispiele sind:
- In der Mechanik:
- "Aufschaukeln" der Schwingung einer Hängebrücke in böhigem Wind.
- Starke Vibrationen von Fahrzeugkarosserien bei bestimmten Motordrehzahlen
- In der Akustik:
- Das Mitschwingen einer Gitarrensaite, wenn ein gleichgestimmtes Instrument ertönt.
- In der Atomphysik:
- Resonanzfluoreszenz eines Atoms oder Moleküls bei Anregung im Lichtfeld.
- Scharfe Absorptionsmaxima im Lichtspektrum der Sonne.
- In der Kernphysik:
- Kernspinresonanz eines Atomkerns. Bringt man einen Atomkern mit einem von Null verschiedenen Gesamtspin in ein Magnetfeld, richtet sich das aus dem Spin resultierende magnetische Moment entweder parallel oder antiparallel zum äußeren Feld aus. Dabei ist die parallele Ausrichtung energetisch bevorzugt. Der antiparallelen Ausrichtung entspricht ein geringfügig höherer Energiebetrag, der durch Einstrahlung von Radiowellen mit einer bestimmten Resonanzfrequenz aufgebracht werden kann. Das Umklappen des Kernspins aus der parallelen in die antiparallele Ausrichtung nach der Energieeinstrahlung bezeichnet man als Kernspinresonanz.
- Kernspinresonanz eines Atomkerns. Bringt man einen Atomkern mit einem von Null verschiedenen Gesamtspin in ein Magnetfeld, richtet sich das aus dem Spin resultierende magnetische Moment entweder parallel oder antiparallel zum äußeren Feld aus. Dabei ist die parallele Ausrichtung energetisch bevorzugt. Der antiparallelen Ausrichtung entspricht ein geringfügig höherer Energiebetrag, der durch Einstrahlung von Radiowellen mit einer bestimmten Resonanzfrequenz aufgebracht werden kann. Das Umklappen des Kernspins aus der parallelen in die antiparallele Ausrichtung nach der Energieeinstrahlung bezeichnet man als Kernspinresonanz.
