magnitud

frecuencia de resonancia

La frecuencia a la que un sistema oscila naturalmente con amplitud máxima cuando es impulsado.
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Descripción

La frecuencia de resonancia es la frecuencia natural a la que un sistema oscila con la mayor amplitud cuando es impulsado por una fuerza externa. Cuando la frecuencia de excitación coincide con la frecuencia natural del sistema, la energía se transfiere de manera más eficiente, lo que conduce a oscilaciones de gran amplitud. Este fenómeno es omnipresente, desde un niño que impulsa un columpio hasta la vibración de las moléculas que absorben luz infrarroja.

Historia

El concepto fue estudiado sistemáticamente por primera vez por Galileo Galilei a principios del siglo XVII, quien observó la resonancia en péndulos y cuerdas.

Cómo funciona

Todo sistema físico tiene una frecuencia natural determinada por su rigidez y su masa (o propiedades análogas). Cuando se aplica una fuerza periódica externa, el sistema responde a la frecuencia de excitación, pero la amplitud es máxima cuando la frecuencia de excitación coincide con la frecuencia natural. Esto se debe a que la fuerza realiza un trabajo positivo sobre el sistema en la fase adecuada, acumulando energía con el tiempo.

En la práctica

Las frecuencias de resonancia se aprovechan en las máquinas de resonancia magnética para excitar selectivamente los núcleos de hidrógeno, en los relojes de cuarzo para mantener la hora con precisión, y en los resonadores acústicos para amplificar frecuencias de sonido específicas.

Dato curioso

En la Nebulosa del Cangrejo, el patrón de 'cebra' en la emisión de radio se cree que es causado por absorción resonante en la magnetosfera del púlsar, donde ciertas frecuencias son fuertemente absorbidas a alturas específicas.

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