רֶזוֹנַנְס (תְּהוּדָה) הוא מוּנָח בְּפִיזִיקָה הַמְּתָאֵר תּוֹפָעָה שֶׁבָּהּ אֹבְיֶקְט אוֹ מַעֲרֶכֶת קוֹלְטִים כַּמּוּת גְּדוֹלָה שֶׁל אֵנֶרְגְּיָה מִכּוֹחַ חִיצוֹנִי, מַה שֶׁגּוֹרֵם לַתְּנוּדוֹת שֶׁלָּהּ לִגְדּוֹל בְּצוּרָה דְּרַמָטִית בְּמוּנְחֵי מִשְׂרַע (אַמְפְּלִיטוּדָה). זֶה קוֹרֶה כְּשֶׁהַ תְּדִירוּת שֶׁל הַכֹּחַ הַחִיצוֹנִי מַתְאִימָה לְ תְּדִירוּת הַטִּבְעִית שֶׁל הָאֹבְיֶקְט – הַתְּדִירוּת הַמְּסֻיֶמֶת שֶׁבָּהּ הוּא רוֹעֵד בְּצוּרָה טִבְעִית.
חַשְׁבוּ עַל יֶלֶד עַל נַדְנֵדָה בְּגַן שַׁעֲשׁוּעִים. לַנַּדְנֵדָה יֵשׁ תְּדִירוּת טִבְעִית – קֶצֶב מְסֻיָּם שֶׁבּוֹ הִיא מִתְנַדְנֶדֶת לְבַדָּהּ. אִם תִּדְחֲפוּ אֶת הַנַּדְנֵדָה בִּזְמַנִּים אֲקְרָאִיִּים, לֹא תַּשִּׂיגוּ הַרְבֵּה. אֲבָל, אִם תַּפְעִילוּ סִדְרָה שֶׁל דְּחִיפוֹת קְטַנּוֹת וּמְתֻזְמָנוֹת הֵיטֵב שֶׁמַּתְאִימוֹת לַקֶּצֶב הַטִּבְעִי שֶׁל הַנַּדְנֵדָה, הַנַּדְנֵדָה תַּעֲלֶה יוֹתֵר וְיוֹתֵר עִם כָּל דְּחִיפָה. אַתֶּם מַכְנִיסִים אֵנֶרְגְּיָה לְתוֹךְ הַמַּעֲרֶכֶת בִּתְדִירוּת הָרֶזוֹנַנְס שֶׁלָּהּ, וּמִשְׂרַע הַתְּנוּעָה שֶׁל הַנַּדְנֵדָה גָּדֵל בְּצוּרָה דְּרַמָטִית. זֹאת הַדְגָּמָה מֻשְׁלֶמֶת שֶׁל אֵיךְ רֶזוֹנַנְס עוֹבֵד.
אֵיךְ זֶה עוֹבֵד
לְכָל אֹבְיֶקְט פִּיזִי, מִכּוֹס יַיִן וְעַד גֶּשֶׁר, יֵשׁ תְּדִירוּת טִבְעִית (אוֹ כַּמָּה תְּדִירוּיוֹת טִבְעִיּוֹת) הַנִּקְבַּעַת עַל יְדֵי תְּכוּנוֹתָיו הַפִּיזִיּוֹת כְּמוֹ גֹּדֶל, צוּרָה וְחֹמֶר. כְּשֶׁמַּפְעִילִים כֹּחַ עַל אֹבְיֶקְט בִּתְדִירוּת שֶׁאֵינָהּ הַתְּדִירוּת הַטִּבְעִית שֶׁלּוֹ, הָאֹבְיֶקְט עָשׂוּי לִרְעֹד, אֲבָל הָאֵנֶרְגְּיָה מִתְפַּזֶּרֶת בִּמְהִירוּת. יַחַד עִם זֹאת, כְּשֶׁהַתְּדִירוּת שֶׁל הַכֹּחַ הַחִיצוֹנִי מַתְאִימָה בְּדִיּוּק לַתְּדִירוּת הַטִּבְעִית שֶׁל הָאֹבְיֶקְט, מַתְקַיֵּם תְּנַאי מְיֻחָד: הַכֹּחַ הַמֻּפְעָל מְסֻנְכְרָן עִם הַתְּנוּעָה שֶׁל הָאֹבְיֶקְט.
בְּכָל תְּנוּדָה, הַכֹּחַ הַחִיצוֹנִי מוֹסִיף כַּמּוּת קְטַנָּה שֶׁל אֵנֶרְגְּיָה לַמַּעֲרֶכֶת. מִכֵּיוָן שֶׁהַכֹּחַ מְתֻזְמָן בְּצוּרָה מֻשְׁלֶמֶת, הָאֵנֶרְגְּיָה הַזֹּאת נִצְבֶּרֶת לְאֹרֶךְ זְמַן, בִּמְקוֹם לְהִתְבַּטֵּל. הֶזֶה אֵנֶרְגְּיָה מִמְּשֶׁךְ זֶה גּוֹרֵם לְמִשְׂרַע הַתְּנוּדוֹת לִגְדּוֹל בְּצוּרָה מַעֲרִכִית, מַה שֶׁמּוֹבִיל לִתְנוּדָה גְּדוֹלָה וַעֲצוּמָה הַרְבֵּה יוֹתֵר מִשֶּׁהַכֹּחַ הַחִיצוֹנִי יָכוֹל לִיצֹר בְּעַצְמוֹ.
סוּגֵי רֶזוֹנַנְס
רֶזוֹנַנְס אֵינוֹ מֻגְבָּל לְמַעֲרָכוֹת מֶכָנִיּוֹת. זֶהוּ עִקָּרוֹן בְּסִיסִי הַחָל עַל כָּל סוּגֵי הַגַּלִּים וְהַתְּנוּדוֹת. הִנֵּה כַּמָּה סוּגִים עִקָּרִיִּים:
- רֶזוֹנַנְס מֶכָנִי: זֶהוּ הַסּוּג הַיּוֹתֵר אִינְטוּאִיטִיבִי, הַמְּשַׁלֵּב אֹבְיֶקְטִים פִּיזִיִּים וּתְנוּדוֹת שֶׁלָּהֶם. דֻּגְמָאוֹת כּוֹלְלוֹת מֵיתַר גִּיטָרָה, קַלְקָר, וְהִתְנַדְנְדוּת שֶׁל גֶּשֶׁר. הַהִתְמוֹטְטוּת הַמְּפֻרְסֶמֶת שֶׁל גֶּשֶׁר טָאקוֹמָה נָרוּאוֹס בִּשְׁנַת 1940 הִיא דֻּגְמָה קְלָסִית, אַף כִּי קָטַסְטְרוֹפָלִית, שֶׁל רֶזוֹנַנְס מֶכָנִי. הַמִּבְנֶה שֶׁל הַגֶּשֶׁר רָעַד בִּתְדִירוּת הַטִּבְעִית שֶׁלּוֹ בִּגְלַל רוּחַ, מַה שֶׁהוֹבִיל לִתְנוּדוֹת שֶׁהָלְכוּ וְגָדְלוּ, שֶׁבְּסוֹפוֹ שֶׁל דָּבָר קָרְעוּ אוֹתוֹ לִגְזָרִים.
- רֶזוֹנַנְס אֲקוּסְטִי (צְלִילִי): סוּג זֶה מְשַׁלֵּב גַּלֵּי קוֹל. כְּשֶׁגַּלֵּי קוֹל בִּתְדִירוּת מְסֻיֶמֶת פוֹגְעִים בְּאֹבְיֶקְט עִם אוֹתָהּ תְּדִירוּת טִבְעִית, הָאֹבְיֶקְט מִתְרַחֵב (מְהַדְהֵד), מַגְבִּיר אֶת הַצְּלִיל. זֶהוּ הָעִקָּרוֹן שֶׁמֵּאֲחוֹרֵי כְּלֵי נְגִינָה. כְּשֶׁגִּיטָרִיסְט פּוֹרֵט עַל מֵיתַר, הַתְּנוּדָה שֶׁל הַמֵּיתָר גּוֹרֶמֶת לַגּוּף הַחָלוּל שֶׁל הַגִּיטָרָה לְהִתְרַחֵב, לְהַגְבִּיר אֶת הַצְּלִיל וְלַעֲשׂוֹת אוֹתוֹ הַרְבֵּה יוֹתֵר חָזָק. בְּדוֹמֶה לְכָךְ, זַמָּר אֹפֶּרָה יָכוֹל לְשַׁבֵּר כּוֹס יַיִן עַל יְדֵי שִׁירַת צְלִיל שֶׁמַּתְאִים לִתְדִירוּת הָרֶזוֹנַנְס שֶׁל הַכּוֹס.
- רֶזוֹנַנְס אֵלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִי: זֶה חָל עַל גַּלִּים אֵלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִיִּים, כְּמוֹ גַּלֵּי רַדְיוֹ וְאוֹר. דֻּגְמָה נְפוֹצָה הִיא מַעְגַּל RLC בְּמַקְלֵט רַדְיוֹ. עַל יְדֵי כִּוּוּן הַחוֹגָה, אַתֶּם מְכַוְּנִים אֶת תְּדִירוּת הָרֶזוֹנַנְס שֶׁל הַמַּעְגַּל. כְּשֶׁהַתְּדִירוּת הַזֹּאת מַתְאִימָה לַתְּדִירוּת שֶׁל אוֹת שִׁדּוּר מְסֻיָּם שֶׁל תַּחֲנַת רַדְיוֹ, הַמַּעְגַּל "מִתְרַחֵב", קוֹלֵט אֵנֶרְגְּיָה מִקְסִימָלִית מֵהָאוֹת הַזֶּה וּמַדְחֶה אֶת הָאֲחֵרִים, מַה שֶׁמְּאַפְשֵׁׁר לָכֶם לְהַקְשִׁיב לַתַּחֲנָה הַזֹּאת בְּבִהִירוּת. דֻּגְמָה נוֹסֶפֶת הִיא תַּנּוּר מִיקְרוֹגַל. הַמִּיקְרוֹגַלִּים מְכֻוָּנִים לִתְדִירוּת שֶׁמַּתְאִימָה בְּצוּרָה מֻשְׁלֶמֶת לַתְּדִירוּת הַטִּבְעִית שֶׁל מֹלֶקוּלוֹת מַיִם, מַה שֶׁגּוֹרֵם לָהֶם לִרְעֹד בִּמְהִירוּת וְלִיצֹר חֹם.
- תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ודימות תהודה מגנטית (MRI): ביישומים מתקדמים אלה, גרעיני אטומים בשדה מגנטי חזק נחשפים לגלי רדיו. כאשר תדר הרדיו תואם את תדר התהודה של הגרעינים, הם סופגים אנרגיה ופולטים אותה מחדש. אנרגיה זו שנקלטת משמשת ליצירת תמונות מפורטות של המבנים הפנימיים של הגוף במכשיר MRI.
שִׁמּוּשֵׁי רֶזוֹנַנְס
רֶזוֹנַנְס הוּא חֶרֶב פִּיפִיּוֹת, עִם שִׁמּוּשִׁים מוּעָלִים וּמְסֻכָּנִים בְּיַחַד.
יִתְרוֹנוֹת
- כְּלֵי נְגִינָה: רֶזוֹנַנְס חִיּוּנִי כְּדֵי לַהֲפֹךְ אֶת כְּלֵי הַנְּגִינָה לְנִשְׁמָעִים וְלִיצֹר אֶת הַצְּלִילִים הַמְּיֻחָדִים שֶׁלָּהֶם. הַגּוּף שֶׁל כִּנּוֹר אוֹ גִּיטָרָה מְשַׁמֵּשׁ כְּמַהְדֵּד (רֶזוֹנָטוֹר), הַמַּגְבִּיר אֶת הַצְּלִיל מֵהַמֵּיתָרִים הָרוֹעֲדִים.
- תִּקְשֹׁרֶת: מַקְלְטֵי רַדְיוֹ וְטֶלֶוִיזְיָה מְשַׁתְּמְשִׁים בְּמַעַגְלֵי תְּהוּדָה כְּדֵי לְהִתְכַּוְּנָן לִתְדִירוּיוֹת מְסֻיָּמוֹת, מַה שֶׁמְּאַפְשֵׁר לָנוּ לִבְחֹר תַּחֲנָה אוֹ עָרוּץ רְצוּיִים מִתּוֹךְ הַסְּפֶּקְטְרוּם הָעָצוּם שֶׁל הָאוֹתוֹת.
- דִּימוּת רְפוּאִי: כְּפִי שֶׁצֻּיַּן, MRI מְשַׁתְּמֵשׁ בְּרֶזוֹנַנְס מַגְנֵטִי גַּרְעִינִי כְּדֵי לִיצֹר תְּמוּנוֹת מְפֹרָטוֹת, לְלֹא פְּגִיעָה, שֶׁל הָרְקָמוֹת הָרַכּוֹת, מַה שֶׁחוֹלֵל מַהְפֵּכָה בְּדִיאַגְנוֹסְטִיקָה רְפוּאִית.
- מְדִידַת זְמַן: שָׁעוֹנֵי קְוָורְץ וְשָׁעוֹנִים אֲטוֹמִיִּים מִסְתַּמְּכִים עַל הַתְּדִירוּת הַטִּבְעִית הַמְּדֻיֶקֶת וְהַיַּצִּיבָה בְּיוֹתֵר שֶׁל בְּדֹלַח אוֹ אָטוֹם כְּדֵי לִמְדֹּד זְמַן בְּדִיּוּק מַפְלִיא.
- חִמּוּם: תַּנּוּרֵי מִיקְרוֹגַל מְשַׁתְּמְשִׁים בְּרֶזוֹנַנְס כְּדֵי לְחַמֵּם מָזוֹן בְּיִעוּל וּבִמְהִירוּת עַל יְדֵי גְּרִימָה לַמֹּלֶקוּלוֹת שֶׁל הַמַּיִם לִרְעֹד.
חֶסְרוֹנוֹת
- כֶּשֶׁל מִבְנִי: רֶזוֹנַנְס בִּלְתִּי רָצוּי יָכוֹל לִהְיוֹת קָטַסְטְרוֹפָלִי. הִתְמוֹטְטוּת גֶּשֶׁר טָאקוֹמָה נָרוּאוֹס הִיא תִּזְכֹּרֶת עֲצוּבָה לְאֵיךְ כֹּחוֹת חִיצוֹנִיִּים כְּמוֹ רוּחַ יְכוֹלִים לִגְרֹם לְמִבְנֶה לִרְעֹד בְּעָצְמָה וְלִכְשֹׁל. מְהַנְדְּסִים חַיָּבִים לְתַכְנֵּן בְּנָיִים וּגְשָׁרִים כְּדֵי שֶׁיִּהְיוּ לָהֶם תְּדִירוּיוֹת טִבְעִיּוֹת שֶׁלֹּא יָעוֹרוּ עַל יְדֵי כֹּחוֹת סְבִיבָתִיִּים נְפוֹצִים כְּמוֹ רוּחַ, תְּנוּעָה, אוֹ פְּעִילוּת סֵיסְמִית.
- נֶזֶק לְמְכוֹנוֹת: בִּמְכוֹנוֹת וּמְנוֹעִים, רְעִידוֹת לֹא רְצוּיוֹת יְכוֹלוֹת לְהוֹבִיל לְרֶזוֹנַנְס, מַה שֶׁגּוֹרֵם לִשְׁחִיקָה וּקְרִיעָה מֻפְרֶזוֹת בָּרְכִיבִים, לְרַעַשׁ, וּלְכֶשֶׁל מֶכָנִי פוֹטֶנְצְיָאלִי.
- הֶזֶן חוֹזֵר (פִּידְבֵּק) שֶׁל קוֹל: הַצִּרְצוּר הַגָּבוֹהַּ שֶׁאַתֶּם שׁוֹמְעִים מִמַּעֲרֶכֶת מִיקְרוֹפוֹן וּרְמַקּוֹלִים הוּא צוּרָה שֶׁל רֶזוֹנַנְס אֲקוּסְטִי. הַצְּלִיל מֵהָרְמַקּוֹל נִקְלָט בְּמִיקְרוֹפוֹן, מֻגְבָּר, וְנִפְלָט מֵחָדָשׁ, יוֹצֵר מַעְגַּל הֶזֶן חוֹזֵר חִיּוּבִי שֶׁבּוֹנֶה בְּמִישְׂרַע בִּמְהִירוּת.