Resonanzfrequenz

Es gibt in der Natur unterschiedliche Schwingungsarten. Am häufigsten kommt die harmonische Schwingung vor: Eine Masse lässt sich aus einer Ruheposition auslenken. Entsprechend der Auslenkung steigt eine Kraft, die die Masse wieder in die Ruheposition zurück treibt. So ist es mechanisch zu verstehen. Es gibt aber auch andere Arten der harmonischen Schwingung, z.B. die elektrische in einem System mit Spule und Kondensator.

Einmal ausgelenkt, zieht die Kraft die Masse zurück in Richtung Ruhestellung. Die Masse kehrt aber nicht nur in die Ruheposition zurück, sondern schwingt über dieses Ziel hinaus. Es ergibt sich eine Auslenkung in die entgegengesetzte Richtung, die ungefähr ebenso groß ist wie die erste Auslenkung. Das System aus Masse und Federkraft schwingt um die Ruheposition herum, und zwar mit seiner Resonanzfrequenz.

Das System enthält Energie, die wir mit der ersten Auslenkung dort hinein gegeben haben. Jedes natürliche System verliert Energie durch Reibungsverluste. Deshalb wird die maximale Auslenkung (Schwingungsweite, Amplitude) im Laufe der Zeit immer kleiner.

Ein solches schwingungsfähiges System können wir von außen zum Schwingen anregen. Wir geben Energie hinein. Das geschieht z.B. durch periodisches Anstoßen. Die Schwingungsweite nimmt zu. Das funktioniert am besten, wenn wir es mit seiner Resonanzfrequenz machen. Anregendes und schwingungsfähiges System sind dann in Resonanz. Die Stabilität solcher Systeme ist in der Praxis begrenzt. Wenn wir die Schwingungsweite immer größer machen, geht es irgendwann zu Bruch. Wir haben eine Resonanzkatastrophe herbeigeführt.