浅谈生活中的共振现象.doc

浅谈生活中的共振现象共振是很普遍的现象，在许多实际问题中起着重要的作用许多乐器的共鸣箱，是利用共振来提高音响效果的琵琶、二胡、提琴、吉他等弦乐都有一个共鸣笛，以琴弦的振动激发共鸣箱里空气的共振，于是琴弦奏出的乐曲变得洪亮；现存于各博物馆中的“鱼洗盆”，一个铜盆盆底刻有鱼形图案，用双手快搓盆边的盆耳，即可见盆中的鱼喷出水花收音机的LCR接收电路，则是利用电磁共振来选择所需要的信号频率；激光器的谐振腔也是利用共振的原理微观粒子的受迫振动和共振现象同样有各种用途例如微波炉的工作频率(2450MHz)就是设置在水分子的共振区，这样以达到最大程度地将电磁幅射能转变为分子的振动能，然后由于阻尼损耗而产生热效应；核磁共振根据氢核在不同基团和环境中有各自特征的共振频率，因此对电磁波有相应不同的选择吸收特性利用这个现象，现已制成核磁共振成像装置，在临床得到应用，以检查人体某些器官有无异常组织又如，收音机就是利用了共振放大原理，接受器能接收到发射台发出的信号是由于接收系统和信号发生共振的结果通过振荡电路谐振，接收到遥远的无线广播发射台发出的电被(振动波)信号没有共振, 便没有无线电事业共振现象也具有有害的一方面。

一切转动的机械，如果对轴的质量分布不是均匀对称时，在转动过程中，机器设备会受到一周期性外力而作受迫振动若受迫振动的频率与该机器的固有频率接近时，将发生强烈的共振，使噪声大大增加，甚至引起机器的损坏为避免这类事故的发生，常把转动机器固定在基座上，连成一体由于质量大增，共振频率远比机器正常转动的频率小，并且机器启动到正常运转的时间间隔极短，以避免共振造成损害美国华盛顿州的一座大跨度吊桥的事故，是一个很典型共振危害的例子该桥刚落成不久，在1940年7月就因刮风激起桥身的振动风力虽不大，但其频率与桥的固有频率接近结果是，经数小时的剧烈振动后，桥身终于断裂落入水中那是一起俄罗斯首都圣彼得堡的著名事件：步兵列队以整齐的步伐通过一座木桥时，突然一声巨响，木桥垮塌了事后调查发现，木桥本来很坚固，足以承载过桥的军队，之所以垮塌，都是共振惹的祸原来士兵的整齐步伐使得木桥随着步伐的节奏振动，这个振动节奏恰恰与木桥的固有频率相同，使桥发生了共振，于是桥的上下振动幅度越来越大，直至木桥振垮圣彼得堡市内封塔克河的爱纪毕特桥就此垮塌了，人们也因此领教了共振的厉害在自然界中有许多奇妙的现象是由共振造成的，只不过在许多场合共振常常以非常神秘的形式出现，所以不大为人注意。

1961年, 新华社记者报道了他们在塔克拉玛干沙漠上的奇遇：一天夜晚他们在100 米高的沙丘顶上宿营，突然听到一种高昂而清朗的声音，好像有人在拨弄琴弦,仔细观察却是沙子下滑造成的人们掀动沙子让流沙随波下滑，顿时发出了阵阵轰鸣犹如飞机俯冲盘旋这就是著名的“响沙”现象响沙是由于在特殊的气候条件下，沙丘内部形成了一个特殊的“共鸣箱”产生共振后而发出的很大的声音在冰山雪峰之间厚厚的雪层下面由于受压形成了硬雪和冰层, 底层的热量散发不出去 温度要比面层高得多那儿的冰雪往往已经融化因此看上去表面坚实的雪山, 它的底层却有一层润滑油似的水或水汽, 很不稳定这时如果一声动物的吼叫与雪层的某一部分发生共振, 就会使大片雪层塌落下来,形成“雪崩”所以跋涉在冰山雪地之间的探险家、登山队员严禁大声说话就是这个道理共振是如何产生的呢？我们知道，当物体作振动时，由于阻力，如任其自然，则振动定将慢慢停止若对这物体施以周期性的驱动力，它就能维持等幅振动这时物体的振动称为受迫振动大家童年时代便熟悉的荡秋千，即是其实例之一从能量的角度看，受迫振动中驱动力在每次振动中所供给的能量正好等于因阻尼而损耗的能量当驱动力频率等于系统固有频率时，将发生速度共振，即能量共振。

此时驱动力传递给受迫振动系统能量最大，即系统有最大振幅，此时共振现象最为显著。