Che cosa è un oscillatore armonico?

 Un oscillatore armonico è un sistema di fisica che agisce secondo la legge di Hooke. Questa regola descrive il comportamento elastico e produce la quantità di forza esercitata su una molla o altro oggetto elastico, è proporzionale allo spostamento. Un sistema oscillatore armonico ritorna nella posizione originale quando la forza viene rimossa dall'oggetto elastica.

 In corsi di fisica è un semplice esempio di un blocco da una molla fissata ad una parete è spesso usato per illustrare il concetto di oscillazione armonica. La superficie che scorre sul blocco viene considerato senza attrito. Quando il sistema viene messo in moto, segue l'equazione ω 0 = 2πf 0, che è anche uguale alla radice quadrata della costante della molla, divisa per la massa del blocco.

 ω 0 è la velocità angolare, che ha unità di radianti per secondo, ed f 0 è la frequenza naturale, che ha unità di Hertz. Il periodo del blocco - la quantità di tempo necessario per passare attraverso un ciclo completo di movimento - è uguale a uno diviso f 0. La costante elastica rigida indica come la molla, ed è unico per ogni molla. Ha unità di forza per esempio lunghezza newton per metro.

 Questo semplice esempio è un oscillatore armonico smorzata, e teorizza che, poiché il blocco si muove lungo una superficie di attrito, continua a muoversi sempre alla stessa frequenza. In realtà, tuttavia, non sembrano una tale situazione. Sistemi reali citati con sistemi smorzate attrito, in cui il movimento del blocco rallenterà, lo spostamento della molla è più breve e il sistema alla fine fermare.

 Un sistema oscillatore armonico può essere sovrasmorzato, sottosmorzato o criticamente smorzato. Equazioni differenziali descrivono il moto dei sistemi smorzati, quindi la loro soluzione può essere molto complessa. Ogni sistema tipo smorzato ha un proprio tipo di movimento, ma facilmente riconoscibile.

 In un sistema sovrasmorzato, il blocco non oscilla. Si ritorna alla sua posizione originale lentamente dopo che l'alimentazione è applicata e la molla non si muove. Il blocco può o può oscillare per un tempo in un sistema con molla sottosmorzato estendere meno con ogni successiva oscillazione finché il sistema torna a riposo. A stesso sistema criticamente smorzato in modo molto simile come un sistema sovrasmorzato, ma è ottimamente progettato per essere nella sua posizione originale non appena possibile.

 Un oscillatore armonico quantistico descrive come due molecole interagiscono. Essi vibrano avanti e indietro in un modo simile come una massa su una molla. Invece di una costante elastica, l'equazione per un oscillatore armonico quantistico usa una costante forza di legame, che descrive la forza del legame tra le due molecole. Il rapporto tra la velocità angolare e la frequenza dello stesso.

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