الرنين في الفيزياء ظاهرة من خلالها يميل النظام الفيزيائي إلى الاهتزاز بأقصى شدة ، وذلك عند تعرض النظام لترددات معينة تسمّى ترددات الرنين (أو الترددات الرنانة أو الطبيعية). [1] [2] [3] وعند تلك الترددات تحدث اهتزازات عالية الشدة حتى عند أقل قدر من قوى الدفع الترددية، حيث أن النظام الفيزيائي يقوم بتخزين طاقة الاهتزازات. وعندما يقل «امتصاص» الاهتزازات (أي يقل التخميد)، فإن تردد الرنين يقترب من التردد الطبيعي للنظام، الذي هو تردد الاهتزازات الحرة فمثلا إذا ما وافق تردد ما تردد الجسم الطبيعي جعله يهتز بحالة رنين معه إذ ان سعة الاهتزاز ستكون أكبر ما يمكن لان التداخل الحاصل بين الموجات هو تداخل بناء بالكامل وهنا تكمن خطورة الرنين إذ تصل السعة إلى حد لا يمكن للجسم تحمله مما يؤدي إلى انهيار الجسم في الغالب كما يحدث في ظاهرة الكأس الزجاجي حيث تسلط على الزجاج موجة صوتية مساوية لتردده الطبيعي مما يؤدي إلى تكسر الكأس. وتحدث ظاهرة الرنين لكافة أنواع الاهتزازات والموجات. وهناك رنين ميكانيكي ورنين صوتي شوكة رنانة ورنين عمود الهواء في آلة الناي أو الأرغول الموسيقية. أو رنين كهرومغناطيسي في دائرة رنين ، وكذلك رنين للموجات الكمومية.
وهنا أيضاً يمكن حساب الترددات الرنينية باستخدام حقيقة أن f = v / λ ، حيث λ معرف بالشكل في حالة. لاحظ أن شروط الرنين للأنبوبة مفتوحة الطرفين هي نفس شروطه في حالة الوتر المثبت من طرفيه. وحيث أن تردد الشوكة الرنانة او أي مصدر آخر للاهتزاز يكون عادة معلوماً، من الممكن استخدام ظاهرة الرنين في انبوبة كالمبينة بالشكل ( (1 لقياس سرعة الصوت. تلخيصاً لكل ما سبق يمكننا كتابة الاطوال الموجية والترددات الرنينية لأعمدة الهوائية كما يأتي: بالنسبة للأنبوبة المفتوحة عند أحد الطرفين والمغلقة عن الطرف الآخر: (حيث n عدد صحيح فردي موجب) بالنسبة للأنبوبة مفتوحة الطرفين: (حيث n عدد صحيح موجبة ما عدا الصفر). الشكل ( 3) عند النفخ في طرف انبوبة تؤدي هذه العملية المعقدة إلى إرسال عدد كبير من الترددات في الأنبوبة، ولكن الأنبوبة تهتز اهتزازاً رنينياً استجابة لتردد وحاد أو اثنين فقط من بين هذه المجموعة الكبيرة من الترددات. ولهذا السبب فإن أنبوبة الرنين تصدر صوتاً قوياً ذا تردد واحد. ومع ذلك، إذا حاولت النفخ في الأنبوبة بشدة كافية سوف يمكنك غالباً ان تسبب رنيناً ذا ترددين مختلفين في نفس الوت، وعندئذ سوف تصدر الأنبوبة نغمتين في نفس الوت.
الرنين في الأعمدة الهوائية: هو عملية تقوية لصوت اهتزاز الشوكة عدة مرات بواسطة العمود الهوائي،ويشترط حدوثه عندما يتساوى تردد العمود الهوائي وتردد الشوكة. طيف الصوت: هو الرسم البياني لسعة الموجة مقابل ترددها. كيف ينتج الصوت البشري اهتزاز الأوتار الصوتية ينتج عنها الصوت البشري، وتعرف الأوتار بإسم الأحبال أو الطيات الصوتية، وهي عبارة عن زوج من الأغشية المخاطية الممتدة بشكل عرضي ذاخل الحنجرة، وتمتاز بلونها الأبيض؛ بسبب قلة مرور الدورة الدموية عبرها، حيث يندفع الهواء من الرئتين، ويمر عبر الحنجرة، فتبدأ الأوتار الصوتية بالاهتزاز، ويتم التحكم في تردد الاهتزاز من خلال عضلات الشد الموجودة على الأوتار الصوتية. كيف تعمل الآلات الوترية ينتج اهتزاز الأوتار في الآلات الوترية نتيجة لضرب الأوتار، أو سحبها، أو احتكاكها بقوس، وتتصل الأوتار عادة بلوحة صوتية تهتز مع الأوتار، وتؤدي اهتزازات اللوحة الصوتية إلى إحداث ذبذبات في قيمة ضغط الهواء الذي نشعر به بوصفه صوتاً، ويجب ملاحظة أمرين رئيسيين هما كالتالي: الرنين يزيد من سعة الاهتزاز من خلال تكرار تطبيق قوة خارجية صغيرة بالتردد الطبيعي نفسه. يحدد طول عمود الهواء ترددات الهواء المهتز التي ستكون في حالة رنين، حيث يؤدي تغير طول عمود الهواء إلى تغير حدة صوت الآلة.
شرح لدرس الرنين في الأعمدة الهوائية والأوتار - الثاني الثانوي (العلمي والأدبي) في مادة الفيزياء (علمي)
وتستخدم فكرة الأعمدة الهوائية الرنانة في كثير من الآلات الموسيقية. فالفلوت أو السرناي (الفلوت الصغير) يتكون أساساً من انبوبة يمكن تغيير طولها بواسطة فتحات في جدار الأنبوبة. والكلارينت أيضاً تشبه ذلك ، ولكن الصوت يتولد فيها باهتزاز ريشه الفوهة (فوهة الآلة وليس العازف). فإذا انتقلنا إلى البوق والمترددة (الترومبون) والتوبا سنجد أنها أنظمة رنينية أنبوبية ولكنها اكثر تعقيداً. ففي هذه الآلات يستخرج العازف النغمات الرنينية المختلفة بتغيير طول الأنبوبة الرنينية. وبالإضافة إلى ذلك فإن الموجات الصوتية تتولد في هذه الآلات بواسطة اهتزاز شفتي العازف في فوهة الآلة. ________________________________ (*) البطن لا يوجد عن طرف الأنبوبة تماماً. ومع ذلك فإن هذا التعقيد يمكن إهماله عادة إذا كان نصف قطر الانبوبة أصغر كثيراً من λ.