Któregoś dnia pod koniec XVI wieku Galileusz patrzył na świecznik znajdujący się u sufitu katedry w Pizie, zaobserwował pewien interesujący szczegół. Powiedział, iż nie patrząc na to, czy świecznik jest silnie rozbujany, czy w ręcz odwrotnie słabo się kołysze, jedno wahnięcie trwa ciągle tyle samo. Dowiódł to później przy pomocy prostego wahadła oraz swojego pulsu.

Aktualne książki do fizyki, zgadzając się z wynalazkiem Galileusza piszą, że okres wahań nie jest uzależniony od amplitudy. Przez amplitudą definiujemy maksymalne wychylenie w jedną albo drugą stronę, natomiast okresem - czas niezbędny wahadłu na jedno pełne wahnięcie. Kolejnym parametrem potrzebnym do zdefiniowania drgań jest częstotliwość - ilość drgań w ciągu sekundy, podawana w hercach (Hz).

Prawie wszystkie rzeczy będą drgać, w momencie uderzenia, szarpnięcia, czy dodania jej energii w jakąś inną metodą. Nie możemy też wykluczyć, iż usłyszymy także również odgłos. By odgłos mógł dojść do naszych uszu, niezbędny jest ośrodek, gdzie dźwięk rozejdzie się. Funkcję tą spełnić może powietrze czy woda. Na przykład, gdy w sali od fizyki nie byłoby powietrza, uczniowie nie byli by w stanie usłyszeć, wykładającego nauczyciela (w dzisiejszych czasach nie słyszą co do nich mówi, ale to akurat nie jest związane z rezonansem). Nie będziemy tu wspominać o tym, iż nie realne jest siedzenie w próżni bez specyficznego ubrania.

Jak jest to możliwe? Załóżmy, że jesteśmy na występie w filharmonii. Wiolonczelistka zaczyna utwór pocierając smyczkiem o struny. Tymi ruchami powoduje, że zaczynają one drgać. Wychylają się one a następnie zderzają z cząsteczkami powietrza, zbierając je w małą grupę. Po pewnym czasie wychylają się w drugą stronę zostawiając po sobie pustą przestrzeń, gdzie cząsteczki wracają. Później struny ponownie wracają, kończąc w ten sposób pełne drganie, a następnie pchają cząsteczki powietrza, jak na samym początku wahnięcia. Zagęszczając się oraz rozrzedzając przemiennie cząsteczki stwarzają falę, która rozchodzi się po sali koncertowej dochodząc do naszych uszu. Będąc już wewnątrz ucha napotykają na swojej drodze błonę bębenkową, którą wprawia ją w drgania o identycznej częstotliwości, z jaką drgały struny instrumenty.

Ciało stałe zbudowane jest z cząsteczek gęsto upakowanych. To upakowanie jest gęstsze aniżeli w cieszy lub w gazie, zatem odgłosy rozchodzą się w nim o wiele szybciej. Tą cechę kiedyś wykorzystali Indianie. Układali oni swoje ucho do ziemi, aby usłyszeć nadjeżdżających jeźdźców. Zdawali sobie sprawę, że usłyszą ich o wiele wcześniej niż, gdyby nasłuchiwali tętent kopyt, które roznosi powietrze.

Rezonans umożliwia także wprawienie w drgania rzeczy nie dotykając go. Jest tak na przykład z dwoma kamertonami - są to metalowe urządzenia w formie widełek wykorzystywane do strojenia instrumentów. Założymy na początek, że drgają one z równą częstotliwością. Po uderzeniu pierwszego z nich, natomiast po jakimś czasie drgać zacznie drugi, mimo tego że go nie ruszaliśmy. Jak to możliwe? Uderzony kamerton powoduje, że powietrze drga swoją częstotliwością. W momencie dotarcia ich do drugiego kamertonu, ten rezonuje - gdyż jest to również jego "ulubiona" częstotliwość.

Gdyby nie było zjawiska rezonansu, słuchanie przez nas muzyki byłoby nierealne. To zjawisko jest odpowiedzialne za to, że dźwięki wyposażone są w siły. W momencie szarpnięcia struny rozciągniętej pomiędzy palcami, wydobędziemy z niej tylko nieznaczne brzdęknięcie. Struna to będąca w gitarze albo innym instrumencie strunowym zabrzmi całkiem inaczej, ponieważ doprowadzi do drgań pudło rezonansowe jak również powietrze znajdujące się w nim.

Dla budujących różne maszyny, dla budynków drgania oraz rezonans stanowią na ogół kłopoty. Wibracje są przede wszystkim niebezpieczne dla wiszących mostów. Gdy wieje wiatr albo rytm kroków ludzi chodzących po moście jest w stanie doprowadzić do rezonansu oraz drgań o groźnej amplitudzie. Było kilka przykładów takich zdarzeń w naszej historii. Najgłośniejszym jest przypadek mostu Tacoma Narrows Bridge. Jego podstawowe przęsło posiadało 853m długości oraz zaledwie 12m szerokości. W czasie słabych wiatrów most falował, powodując w związku z tym mocne wrażenia kierowcom. 7 listopada 1940r., zaledwie cztery miesiące po otwarciu, kąt oraz prędkość wiatru dokładnie zgrały się z częstotliwością mostu powodując rozhuśtanie go na tyle mocno, by chodnik po prawej stronie przemieścił się o 8,5m wyżej aniżeli ten po lewej. W czasie paru godzin most zawalił się do wody. Najśmieszniejsze jest to, iż niedaleko mostu, kilkanaście godzin jeszcze po jego runięciu, widniała reklama jednego z banków, który reklamował się, iż jest stabilny jak Tacoma Bridge.

Nie tylko w świecie utworzonym przez człowieka rezonans jest groźny. Lawinę jest w stanie spowodować niewielka nawet wibracja cząstek powietrza. W związku z tym nawet krzyczenie w górach zagrożone jest śnieżną katastrofą, którą już wiele osób odczuło na własnej skórze. Drgania dochodzące z środka Ziemi stale absorbują naszą planetę. Większa część z nich na ogół jest nieszkodliwa, ale czasami jednak (głównie w miejscach o wyższej aktywności sejsmicznej) występują trzęsienia ziemi. Wibracje skalnej skorupy naszej planety powodują fale sejsmiczne. Obszary, gdzie tworzą się, skąd się rozchodzą, nazywane są ogniskiem trzęsienia. Ponad nim na powierzchni Ziemi jest epicentrum. W strefie tej wstrząsy są najwcześniej zauważane oraz są najsilniejsze.

Drgania to zjawisko bardzo rozpowszechnione, nie tylko w makro, ale również w mikroświecie. Mimo drgań akustyczny są także drgania pola elektromagnetycznego, dzięki którym mamy np. ewentualność słuchania radia.

Sejsmografowi prześledzą drgania Ziemi, które są w stanie spowodować groźne w skutkach trzęsienia ziemi. Astronomowie oglądają wibracje na powierzchni Słońca, pojawiające się na nim co parę minut, spowodowane falami dźwiękowymi. Ogrzewanie ciała stałego dla fizyka to po prostu wprawianie jego cząsteczek w coraz większe drgania. Kilkanaście miesięcy temu stworzono teorię, która tłumaczy prawa, które kierują naszym światem. Według niej, wszystko jest skonstruowane z małych drgających strun.

Temat opisany został w oparciu o artykułu miesięcznika Focus nr 1/2003