מתנד הרמוני: סוגים ושימושים

התקדמות טכנולוגית מתבצעת באמצעות לימוד תופעות פיסיקליות, תגליות בתחום קוונטים ובתחומים אחרים. במקביל ממציאים מכשירים ואביזרים חדשים, שבאמצעותם אפשר לבצע מחקרים שונים להסביר את התופעות של המיקרו. מנגנון אחד כזה הוא מתנד הרמוני, עיקרון הפעולה ידוע מאז נציגי תרבויות עתיקות.

המכשיר והמינים שלה

מתנד הרמוני - מערכת מכנית כי נמצא בתנועה, אשר מתואר על ידי משוואה של ליניארי מקדמי ההפרש עם ערך קבוע. הדוגמות הפשוטות ביותר של מכשירים כאלה - את העומס על האביב, מערכת אקוסטית מטוטלת, את ההצעה של המינים המולקולריים ועוד.

בתנאי יכול להבחין בין סוגי המכשירים הבאים:

• מתנד הרמוני פשוט - כאן במערכת כאשר יוסר למצב המנוחה תחת הפעולה של כוחות F, אשר יכול לבוא לידי ביטוי על ידי הנוסחה F = -kx כאשר k - האביב מתמיד של המערכת, x - קיזוז. שבו F הוא המרכיב היחיד שמשפיע על תנודות.
• מתנד הרמוני לינארית - כאן ההצעה היא במטוס לאורך נתיב ישר. כמו כן, מערכת זו נקראת תנודות חדות ממדיות להתרחש תחת הפעולה של הטבע מעין-אלסטי.
• מתפורר מודל - כאן על המערכת משפיע גם כוח החיכוך, המופנית נגד התנועה ולפעול ביחס למהירות של התנודות. בתהליך דעיכה זה מאופיין בדרך כלל על ידי פרמטר שאין ממד גורם Q שנקרא. ערך זה הוא רכוש של המערכת הקובעת את היחס בין אנרגיה אצורה באובדנו באחד תקופת תנודה.

שימוש בהתקן

מכשיר זה משמש בתחומים שונים בעיקר ללימוד הטבע של מערכות תנודתית. מתנד ההרמוני הקוונטים המשמש בחקר ההתנהגות של אלמנטי פוטונים. התוצאות של ניסויים יכולות לשמש בתחומים שונים. לפיכך, הפיזיקאים מהמכון האמריקאי מצאו כי האטומים בריליום ממוקמים במרחק די גדול זה מזה, יכולים לתקשר ברמה הקוונטית. ההתנהגות של חלקיקים אלה כמו גופים (כדורי מתכת) במאקרו, נע מתנד הרמוני מקביל באופן פרוגרסיבי להחזרה. יונים בריליום, למרות מרחקים גדולים פיזי, היחידות חילוף אנרגיה הנמוכות ביותר (הקוונטים). גילוי זה מאפשר לקדם IT-טכנולוגיות, ומספק פתרון חדש בייצור של ציוד ואלקטרוניקת מחשב.

מתנד ההרמוני משמש בהערכת יצירות מוסיקליות. שיטה זו נקראת מחקרים ספקטרוסקופיות. נמצא כי המערכת היציבה ביותר היא רכב של ארבעה נגנים (Q). ועובד עכשווי הם ברובם anharmonicity.