Der Resonanzfall liegt immer dann vor, wenn ein System durch einen Erreger mit einer Frequenz angeregt wird, die dessen Eigenfrequenz entspricht. Das können Sie sich am besten mit einem Pendel vor Augen halten.

Wichtige Begriffe zum Resonanzfall

Bevor es an einen Versuch zum Resonanzfall geht, sollten Sie sich mit den wesentlichen Begriffen vertraut machen:

Frequenz ist die Anzahl von Bewegungen innerhalb einer Zeiteinheit. Wenn es bei dem Versuch also darum geht, die Frequenz zu erhöhen, müssen Sie die Häufigkeiten der Bewegungen ändern. Üblicherweise wird die Frequenz in Anzahl pro Sekunde angegeben,
Amplitude ist die maximale Ablenkung von der Nulllage. In dem Versuch geht es dabei um die Ablenkung eines Pendels von der Ruhelage.
Die Erregerfrequenz ist die Anzahl der Bewegungen, die eine andere Schwingung anregt. Im Versuch werden Sie diese Erregerfrequenz erzeugen.
Die Eigenfrequenz ist die Anzahl der Bewegungen, die ein System - zum Beispiel ein Pendel - ausführt, wenn es einmal angestoßen wird und weder gebremst noch weiter angeregt wird.
Wenn Sie etwas mit der Erregerfrequenz anregen, dann haben Sie einen Resonanzfall erzeugt.
Versuch zur Resonanzfrequenz

1. Bauen Sie sich ein Pendel aus einer Schnur, die etwa 1 m lang ist, an der ein Gewicht von etwa 20 g hängt.
2. Halten Sie das Pendel ruhig in einer Hand. Heben Sie bei gestreckter Schnur das Gewicht hoch. Lassen Sie es los. Das Pendel schwingt nun in seiner Eigenfrequenz. Da es durch den Luftwiderstand und durch die Reibung an dem Punkt, an dem Sie es halten, gebremst wird, kommt es nach einiger Zeit wieder zur Ruhe. Es schwingt aber bei abnehmender Amplitude bis zum Schluss in der Eigenfrequenz.
3. Halten Sie das Pendel an. Bewegen Sie nun die Hand, in der Sie den Faden halten, gleichmäßig entlang einer waagerechten Linie hin und her. Führen Sie diese Bewegung ziemlich exakt mit der gleichen Amplitude und einer Frequenz aus, die deutlich unter der beobachteten Eigenfrequenz liegt. Sie werden sehen, dass das Pendel kaum in Schwingungen gerät.
4. Steigern Sie nun die Frequenz der Erregerschwingung. Sobald Sie sich der Eigenfrequenz nähern, beginnt das Pendel heftig auszuschlagen, da Sie die Eigenbewegung des Pendels verstärken. Wenn Sie das Pendel mit der gleichen Frequenz erregen, wie dessen Eigenfrequenz ist, dann schwingt das Pendel besonders stark aus. Das ist der Resonanzfall.
5. Steigern Sie die Frequenz der Erregerschwingung. Sie werden sehen, dass das Pendel nun wieder weniger stark ausschlägt.
Bedeutung des Resonanzfalls

Den Resonanzfall bemerken Sie im Alltag ständig. Es gibt eine bestimmte Motordrehzahl, bei der Ihr Auto besonders stark dröhnt, die Wasserleitung brummt manchmal im ganzen Haus oder manche Schritte dröhnen auf einer Treppe lauter als andere. Das sind fast immer Auswirkungen eines Resonanzfalls.
Der Resonanzfall ist Grundlage für alle Bereiche der Funktechnik, denn in dem Fall wird die Resonanzfrequenz bewusst eingesetzt, um Antennen genau auf die Frequenzen der Sender abzustimmen.
Resonanzen sind auch Grundlage der Tonerzeugung in der Musik, würde der Körper einer akustischen Gitarre oder einer Geige nicht die Schwingung der Seite aufnehmen und verstärken, würden Sie kaum einen Ton hören können.


Gruß raffisworld