Harmonijski oscilator: Vrste i primjene

Tehnološki napredak proizlazi iz proučavanja fizičkih fenomena, otkrića na kvantnom polju i drugim sferama. Istodobno se izmišljaju novi uređaji i uređaji kroz koje je moguće provesti različite studije i objasniti pojave mikro-svijeta. Jedan od takvih mehanizama je harmonijski oscilator, čiji je princip djelovanja bio poznat čak i od predstavnika drevnih civilizacija.

Uređaj i njene vrste

Harmonijski oscilator je mehanički sustav koji je u pokretu, što je opisano jednadžbom linearne diferencijalne koeficijente konstantne vrijednosti. Najjednostavniji primjeri takvih uređaja su opterećenje na opruzi, njihalo, akustički sustavi, gibanje molekularnih čestica,

Uobičajeno se razlikuju sljedeće vrste uređaja:

• Jednostavan harmonijski oscilator - ovdje je sustav, kada je zaključen iz položaja mirovanja, pod djelovanjem sile F, što se može izraziti formulom F = -kx, gdje k je koeficijent krutosti datog sustava, a x je pomak. U ovom slučaju, F je jedina komponenta koja utječe na oscilacije.
• Linearni harmonijski oscilator - ovdje se kretanje odvija u jednoj ravnini duž ravne putanje. Također se taj sustav zove jednodimenzionalno, oscilacije se izvode pod djelovanjem sile kvazi-elastične prirode.
• Prigušen model - ovdje na sustav utječu i sila trenja, koja je usmjerena protiv gibanja i djeluje proporcionalno brzini ove oscilacije. U tom slučaju, proces prigušivanja obično karakterizira parametar koji nema dimenziju i zove se Q-faktor. Ova je vrijednost svojstvo sustava koji određuje omjer energetske rezerve do svojih gubitaka u jednom oscilacijskom razdoblju.

Primjena uređaja

Ovaj se uređaj koristi u različitim područjima, uglavnom za proučavanje prirode oscilatorskih sustava. Kvantni harmonijski oscilator koristi se za proučavanje ponašanja fotonskih elemenata. Rezultati eksperimenata mogu se koristiti u različitim područjima. Tako su fizičari američkog Instituta otkrili da atomi beryllija, koji se nalaze na prilično velikim međusobnim udaljenostima, mogu komunicirati na kvantnoj razini. U tom slučaju, ponašanje ovih čestica je slično tijelima (metalnim kuglicama) u makrokozmosu koji se kreću u smjeru naprijed-natrag, slično skladnom oscilatoru. Ioni berylliuma, unatoč fizičkim velikim udaljenostima, razmijenjeni su za najmanju jedinicu energije (kvantu). Ovo otkriće omogućava znatno napredovanje IT tehnologija, a također daje novo rješenje u proizvodnji računalnog hardvera i elektronike.

U evaluaciji glazbenih djela koristi se harmonijski oscilator. Ova metoda se naziva spektroskopskim istraživanjem. Utvrđeno je da je najstabilniji sustav sastav četiri glazbenika (kvartet). A suvremena djela su uglavnom anharmonična.