Resonanz bezeichnet in der Werkstoffwissenschaft die stark verstärkte Antwort eines Systems, wenn es mit einer Anregungsfrequenz beaufschlagt wird, die nahe seiner Eigenfrequenz(en) liegt. Im Allgemeinen führt dies zu maximaler Amplitude von Schwingungen oder Feldstärken und damit zu hoher Empfindlichkeit gegenüber Änderungen von Materialparametern.

Mechanische Resonanzen werden z.B. in der dynamischen Resonanztechnik oder in Cantilever‑Resonanzexperimenten genutzt, um Elastizitätsmodul, Dämpfung und innere Reibung zu bestimmen. Die Resonanzfrequenz hängt hier von Dichte, Steifigkeit und Geometrie ab, während die Breite der Resonanz (Qualitätsfaktor) viskoelastische Verluste und Defektmobilität widerspiegelt.

Elektronische und photische Resonanzen, insbesondere lokalisierte Oberflächenplasmonen und Oberflächenplasmonenresonanz, sind an kollektive Schwingungen freier Elektronenmetalle an Grenzflächen gekoppelt. Sie reagieren sensitiv auf Änderungen des Brechungsindex in dünnen Oberflächenschichten und ermöglichen hochauflösende in‑situ‑Analytik von Adsorption, Korrosion oder Biomolekülbindung.

Resonanzmethoden und Resonanzfrequenzanalysen sind damit zentrale Werkzeuge, um Struktur‑Eigenschafts‑Beziehungen zu erschließen. Mehrere Resonanzen (Resonanzspektrum) erlauben es, komplexe Materialantworten, etwa anisotrope Elastizität oder Mehrphasenverbunde, zu entkoppeln. Eine präzise Modellierung erfordert lineare und nichtlineare Schwingungstheorie sowie die Berücksichtigung von Randbedingungen und Kopplung zu Umgebungsmedien.