oscilator (njem. Oszillator, franc. oscillateur, prema lat. oscillare: njihati se).
1. U fizici, fizikalni sustav koji titra mijenjajući jednu ili više fizikalnih veličina. Frekvencija titranja oscilatora ovisi o frekvenciji vanjske periodične sile ili, ako ne djeluje vanjska periodična sila, o svojstvima oscilatora, a ne ovisi o vrijednosti amplitude kojom oscilator titra. U mehaničkom oscilatoru (npr. njihalu) energija u idealnom slučaju beskonačno puta prelazi iz kinetičke u potencijalnu i obratno, dok se u stvarnosti ukupna energija djelomično gubi na trenja i otpore pa se titranje prigušuje, tj. amplitude titranja smanjuju se. Atomi i molekule, na temperaturama višima od apsolutne nule, također su oscilatori.
Harmonički oscilator mehanički je sklop materijalne točke mase m i opruge konstante elastičnosti k ili neki drugi mehanički sustav koji se takvim fizikalnim modelom može prikazati (npr. matematičko njihalo, tijelo koje kruži po kružnici). Takav sklop harmonički titra, pri čem je ubrzanje a mase m razmjerno i suprotno usmjereno pomaku x (udaljenosti od ravnotežnoga položaja), dakle: a = –ω²x. Gibanje čestice određeno je diferencijalnom jednadžbom d²x/dt² + ω²x = 0, rješenje koje daje pomak x = A cos (ωt + φ), gdje je A amplituda (najveći otklon čestice od početnoga položaja), ω = √ k/m kružna frekvencija oscilatora, a φ je fazni pomak, koji ovisi o mjestu početka gibanja. Frekvencija osciliranja jest ν = ω/2π, a period oscilacija T = 1/ν = 2π/ω. Energija je harmoničkog oscilatora konstantna, pri čem kinetička energija Ek = mv²/2 postupno prelazi u potencijalnu Ep = kx²/2 i obratno.
Kvantni harmonički oscilator je kvantnomehanička čestica (atomska jezgra, atom ili molekula) kojoj je potencijalna energija razmjerna masi, kvadratu kružne frekvencije i kvadratu udaljenosti od ravnotežnoga položaja: Ep (x) = (1/2) mω²x². Rješavanjem pripadne Schrödingerove jednadžbe dobiva se niz svojstvenih stanja s jednako razmaknutim (ekvidistantnim) energijama En = hν (n + 1/2), gdje je n cijeli broj, a pri prijelazima između susjednih stanja emitira se ili apsorbira kvant energije E = hν.
Kako bi se teorija zračenja crnoga tijela slagala s eksperimentalnim rezultatima, Max Planck je 1900. pretpostavio da atomski ili molekularni oscilator prima i daje energiju u diskretnim iznosima, koje je nazvao kvanti energije. Energija koju nosi kvant nije za sve oscilatore jednaka, već je razmjerna frekvenciji emitiranoga zračenja: E = hν, gdje je E energija, h Planckova konstanta, ν frekvencija.
Električni oscilator je elektronički sklop za stvaranje i podržavanje električnoga titranja stalne amplitude. U njem se energija neprestano izmjenjuje između električnoga polja električnoga kondenzatora i magnetskoga polja električne zavojnice, a gubitci energije zbog zagrijavanja i elektromagnetskoga zračenja nadoknađuju se s pomoću aktivnih komponenti (npr. tranzistor, tunelska dioda) napajanih iz vanjskoga izvora električne struje.
Kvantni elektromagnetski oscilator oscilira u diskretnim, kvantiziranim energijama i frekvencijama. Element je supravodljivih strujnih krugova i temeljni element supravodljivih kubita.
2. U elektrotehnici, različite vrste električnih oscilatora grade se za pojedine frekvencije, od najnižih (dijelovi herca) do najviših (do 30 GHz i više). U sklopovima oscilatora primjenjuju se pojačala s pozitivnom povratnom vezom ili pak elementi s negativnim dinamičkim otporom.
Razlikuju se oscilatori sinusnih i nesinusnih (relaksacijskih) titraja. Za stvaranje sinusnih titraja rabe se: (1) sprege s titrajnim krugom i pozitivnom povratnom vezom, od kojih su najpoznatiji Hartleyev i Colpittsov spoj; (2) sprege s mrežom povratne veze kao npr. mreža s faznim zakretom ili Wienov most; (3) posebne elektronske cijevi koje služe kao oscilatori za najviše frekvencije, npr. magnetron, klistron ili pak sklopovi koji rabe element s negativnim otporom (različite diode). Za stvaranje nesinusnih titraja rabe se različiti generatori impulsa, npr. multivibratori.
Stabilna frekvencija električnih oscilatora postiže se stabilizacijom napona, temperaturnom kompenzacijom, primjenom kristala u sklopu oscilatora i smještanjem oscilatora u termostat. Sami sklopovi oscilatora rijetko služe kao izvori snage, već se radi bolje stabilnosti primjenjuju samo za upravljanje pojačala koje daje snagu. Električni oscilatori primjenjuju se u različitim mjernim generatorima, u radijskim, televizijskim i radarskim prijamnicima i odašiljačima, u svim vrstama komunikacijskih uređaja (npr. mobiteli), u računalima i dr. (→ električni rezonator; osciloskop)
