Oscilador Harmônico: tipos e aplicações

O progresso tecnológico é alcançado graças ao estudo de fenômenos físicos, descobertas no campo quântico e outras esferas. Ao mesmo tempo, novos dispositivos e dispositivos são inventados, através dos quais é possível realizar vários estudos e explicar os fenômenos do micromundo. Um desses mecanismos é um oscilador harmônico, cujo princípio de ação era conhecido até mesmo por representantes de civilizações antigas.

Dispositivo e seus tipos

oscilador harmônico

Um oscilador harmônico é um oscilador mecânicoum sistema em movimento que é descrito pela equação de um diferencial linear com coeficientes de valor constante. Os exemplos mais simples de tais dispositivos são uma carga em uma mola, um pêndulo, sistemas acústicos, o movimento de partículas moleculares,

Convencionalmente, os seguintes tipos deste dispositivo podem ser distinguidos:

  • oscilador harmônico linear
    Um simples oscilador harmônico - aqui o sistemana dedução da posição de descanso está sob a ação da força F, que pode ser expressa pela fórmula F = -kx, onde k é o coeficiente de rigidez do sistema dado, e x é o deslocamento. Nesse caso, F é o único componente que afeta as oscilações.
  • O oscilador linear harmônico está aquiO movimento ocorre em um plano ao longo de uma trajetória reta. Também este sistema é chamado unidimensional, as oscilações são feitas sob a ação da força de natureza quase elástica.
  • Um modelo amortecido - aqui o sistema também é afetadoA força de atrito que é dirigida contra o movimento e atua em proporção à velocidade dessa oscilação. Neste caso, o processo de amortecimento é geralmente caracterizado por um parâmetro que não tem uma dimensão e é chamado de fator-Q. Este valor é uma propriedade do sistema que determina a relação entre a reserva de energia e suas perdas em um período de oscilação.

Aplicação do dispositivo

oscilador harmônico quântico

Este dispositivo é usado em váriosesferas, principalmente para estudar a natureza dos sistemas oscilatórios. Oscilador harmônico quântico é usado no estudo do comportamento dos elementos de fótons. Os resultados dos experimentos podem ser usados ​​em vários campos. Assim, físicos do Instituto Americano descobriram que os átomos de berílio localizados a distâncias relativamente grandes entre si podem interagir no nível quântico. Nesse caso, o comportamento dessas partículas é semelhante aos corpos (bolas de metal) no macrocosmo, movendo-se em uma ordem de avanço para trás, semelhante a um oscilador harmonioso. Os íons de berílio, apesar das distâncias fisicamente grandes, foram trocados pelas menores unidades de energia (quanta). Esta descoberta permite avançar significativamente as tecnologias de TI e também oferece uma nova solução na produção de hardware e eletrônica de computadores.

O oscilador harmônico é usado para estimarobras musicais. Este método é chamado de pesquisa espectroscópica. Foi estabelecido que o sistema mais estável é a composição de quatro músicos (quarteto). E as obras modernas são em grande parte anarmônicas.