αρμονικές ταλαντώσεις

Ημιτονοειδή περιοδικά μεγέθη με περίοδο ίση προς το υποπολλαπλάσιο της περιόδου ενός ομοειδούς μεγέθους το οποίο λαμβάνεται ως θεμελιώδης ταλάντωση. Τα σύνθετα περιοδικά φαινόμενα, όπως ένας μη απλός ήχος ή μια φωτεινή κύμανση μη μονοχρωματική, προέρχονται από την υπέρθεση πολλών α.τ. με διαφορετικά εύρη. Ακριβέστερα, στα μαθηματικά συναντάται η δυνατότητα να παρασταθεί η μεταβολή μετά του χρόνου ενός περιοδικού μεγέθους (που παίρνει δηλαδή την ίδια τιμή κατά χρονικά διαστήματα ίσα προς μία περίοδο) ως άθροισμα ημιτονοειδών κυμάνσεων, από τα οποία η πρώτη έχει την ίδια περίοδο με το εξεταζόμενο μέγεθος και λέγεται θεμελιώδης ή πρώτη αρμονική, η δεύτερη έχει περίοδο ίση με το 1/2 της θεμελιώδους και λέγεται δεύτερη αρμονική, η τρίτη έχει περίοδο ίση με το 1/3 κ.ο.κ. Στη φυσική, χρησιμοποιώντας κατάλληλες πειραματικές συσκευές, μπορούμε να καταγράψουμε τη μεταβολή μετά του χρόνου του μεγέθους που εξετάζεται, να αποκτήσουμε δηλαδή τη γραφική παράστασή του και στη συνέχεια από αυτήν να υπολογίσουμε όλες τις α.τ. που το συνιστούν. Μερικές φορές είναι δυνατόν να καταγραφούν κατευθείαν οι α.τ. που συνιστούν ένα σύνθετο περιοδικό φαινόμενο καθώς και τα εύρη τους. Γι’ αυτό τον σκοπό έχουν κατασκευαστεί διάφορες συσκευές όπως οι διάφοροι τύποι φασματοσκοπίων, το κυματόμετρο για τα ερτζιανά κύματα, οι συντονιστές του Χέλμχολτς και οι ηλεκτρικοί αναλυτές για τον ήχο. Η ανάλυση ενός σύνθετου περιοδικού φαινομένου στις διάφορες αρμονικές που το αποτελούν ονομάζεται αρμονική ανάλυση. Αυτή έχει αποδειχτεί αρκετά χρήσιμη στη φωνητική, όπου επιτρέπει τον προσδιορισμό των στοιχείων της ανθρώπινης φωνής (ιδιαίτερα των φωνηέντων που είναι αρκετά πλούσια σε αρμονία) χρησιμοποιώντας συσκευές μαγνητικής εγγραφής (visible speech). Στους αρμονικούς αναλυτές σε πραγματικό χρόνο (δηλαδή ταυτόχρονα με το φαινόμενο που αναλύεται) βασίζονται συσκευές αναγνώρισης οι οποίες τροφοδοτούνται με τα σήματα εξόδου ενός μικροφώνου που μετατρέπει σε ηλεκτρικό ρεύμα την ανθρώπινη φωνή που πρόκειται να αναγνωριστεί.