Резонатор
-
Резонаторы и их свойства
- Резонаторы демонстрируют резонансное поведение, колеблясь с большей амплитудой на определенных частотах.
- Колебания могут быть электромагнитными или механическими.
- Резонаторы используются для генерации волн или выбора частот из сигнала.
-
Типы резонаторов
- Акустические резонаторы создают звуковые волны определенной тональности.
- Кристаллы кварца используются в электронных устройствах для создания колебаний точной частоты.
- Объемные резонаторы, такие как микроволновые, используются в передатчиках и приемниках.
-
Объяснение резонанса
- Физическая система имеет столько резонансных частот, сколько у нее степеней свободы.
- Системы с одной степенью свободы имеют одну резонансную частоту, с двумя степенями свободы — две.
- Кристаллическая решетка может иметь N резонансных частот.
-
Условия резонанса
- Резонанс возникает, когда расстояние прохождения волн равно целому числу длин волн.
- Резонансные частоты резонаторов называются нормальными модами и являются кратными основной частоте.
-
Неоднородные резонаторы
- В неоднородных резонаторах резонансные частоты могут не совпадать с кратными основной частоте.
- Такие частоты называются обертонами.
-
Электромагнитные резонаторы
- Электрическая схема с катушкой индуктивности и конденсатором может быть резонатором.
- Объемные резонаторы используются на сверхвысокочастотных частотах для фильтрации.
-
Резонаторные магнетроны и клистроны
- Объемный магнетрон использует вакуумную трубку с магнитным полем для создания радиополя.
- Клистрон включает два объемных резонатора для ускорения частиц.
- Рефлекторный клистрон использует один объемный резонатор с отражающим электродом.
-
Резонаторы в ускорительных системах
- Используются для ускорения заряженных частиц
- Сверхпроводящие ниобиевые резонаторы повышают производительность
-
Резонатор с петлевым зазором (LGR)
- Изготавливается путем прорезания щели в проводящей трубке
- Имеет резонансную частоту от 200 МГц до 2 ГГц
- Компактный и работает на низких частотах
-
Диэлектрические резонаторы
- Создаются при резком изменении диэлектрической проницаемости
- Ограничивают электромагнитную волну, создавая резонатор
-
Резонаторы для линий электропередачи
- Используются для широкополосной передачи электромагнитных волн
- Создают стоячие волны, определяемые расстоянием и диэлектрической проницаемостью
-
Оптические полости
- Используются в лазерах для усиления света
- Состоят из двух или более зеркал, отражающих электромагнитные волны
-
Механические резонаторы
- Используются в электронных схемах для генерации сигналов
- Пьезоэлектрические резонаторы из кварца поддерживают постоянную резонансную частоту
-
Акустические резонаторы
- Примеры: музыкальные инструменты, выхлопные трубы автомобилей
- Используются для генерации и изменения звука
-
Ударные инструменты
- Трубки под нотами создают столб воздуха, резонирующий при ударе
- Эффект тремоло достигается механизмом, открывающим и закрывающим резонаторы
-
Струнные инструменты
- Резонаторы могут быть съемными или встроенными
- Современная десятиструнная гитара имеет четыре резонатора для расширения диапазона
-
Гитарный резонатор
- Устройство для возбуждения гармоник гитарных струн электромагнитным полем
- Применяется для доведения основных тонов до бесконечного сустейна