Apa itu osilator harmonik?

Sebuah osilator harmonik adalah sistem dalam fisika yang bertindak menurut hukum Hookes.Aturan ini menggambarkan perilaku elastis, dan menyatakan bahwa jumlah kekuatan yang diterapkan pada pegas, atau objek elastis lainnya, sebanding dengan perpindahannya.Sistem osilator harmonik kembali ke posisi semula ketika gaya dihilangkan dari objek elastis.

Dalam kursus fisika, contoh sederhana dari blok yang melekat pada dinding oleh pegas sering digunakan untuk menggambarkan konsep osilasi harmonik.Permukaan yang diliputi blok diasumsikan tanpa gesekan.Ketika sistem digerakkan, ia mengikuti persamaan Ω ₀ ' 2πf ₀ , yang juga sama dengan akar kuadrat dari konstanta pegas (k), dibagi dengan massa blok (m).

Ω ₀ adalah kecepatan sudut, yang memiliki unit radian per detik, dan f ₀ adalah frekuensi alami, yang memiliki unit hertz.Periode blok mdash;Waktu yang dibutuhkan untuk melewati satu siklus gerak lengkap mdash;sama dengan yang dibagi dengan f ₀ .Konstanta pegas menunjukkan seberapa kaku pegas, dan unik untuk setiap musim semi.Ini memiliki unit kekuatan per panjang, misalnya, newton per meter.

Contoh sederhana ini disebut osilator harmonik yang tidak tertutup, dan, berteori bahwa karena blok bergerak di sepanjang permukaan tanpa gesekan, ia akan terus bergerak pada frekuensi yang sama selamanya.Namun, pada kenyataannya, situasi seperti itu tidak akan terjadi.Sistem nyata dengan gesekan disebut sistem teredam, di mana gerakan blok akan melambat, perpindahan pegas akan menjadi lebih pendek, dan sistem pada akhirnya akan berhenti bergerak.teredam kritis.Persamaan diferensial menggambarkan gerakan sistem teredam, sehingga solusinya bisa sangat kompleks.Namun, setiap jenis sistem teredam memiliki jenis geraknya sendiri, yang mudah dikenali.

Dalam sistem overdamped, blok tidak berosilasi.Kembali ke posisi semula perlahan -lahan setelah gaya diterapkan dan pegas berhenti bergerak.Blok dapat berosilasi cukup lama dalam sistem yang kurang dicemaskan, dengan pemanjangan pegas lebih sedikit dengan setiap osilasi berturut -turut sampai sistem kembali beristirahat.Sistem yang teredam secara kritis berperilaku dengan cara yang sama seperti sistem yang berlebihan, tetapi dirancang secara optimal untuk kembali ke posisi semula secepat mungkin.

Osilator harmonik kuantum menggambarkan bagaimana dua molekul berinteraksi satu sama lain.Mereka bergetar bolak -balik dengan cara yang mirip dengan massa di pegas.Alih -alih konstanta pegas, persamaan untuk osilator harmonik kuantum menggunakan konstanta gaya ikatan, yang menggambarkan kekuatan ikatan antara kedua molekul.Hubungan antara kecepatan sudut dan frekuensinya sama.