谈谈共振的应用及其危害
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浅谈共振的应用及其危害作者:任驿文来源:《青年生活》2019年第02期摘要:共振现象在我们生活中是经常见到的,与我们的生活也是息息相关的。
共振在我们生活中有时也是有利的,但是不合理的利用共振现象也会产生一定的危害的。
因此,我们既要将共振充分运用到各个科学领域,还要防止共振现象给生活、工作、环境带来危害。
关键词:共振;有利的;危害1、共振产生的条件在高中物理学习中,共振也是我们要掌握的主要内容之一。
共振是当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大时产生的现象。
受迫振动是指振动系统在连续的周期性外力作用下进行的振动。
因此共振现象的产生与物体自身的固有的频率以及外界驱动力的频率大小有关系的。
自然界的一切物体都有自身的固有振动频率,只有当外界驱动力的频率与物体自身的固有振动频率很接近或者相等时,受迫振动的振幅最大时,就会发生共振。
因此,产生共振的条件就是:当外界驱动力的频率等于物体的固有频率。
每个物体的固有频率是固定不变的,只有在物体的物理特性发生变化时固有频率才会改变。
2、生活中的共振现象自然界的共振的现象处处可见。
在炎热的夏季,蝉儿发出的“知了、知了”声;漆黑的夜晚,蟋蟀发出的“叽—嘶”声;大肚子蝈蝈的鸣叫声,它们发出的声音的音调不相同,但是共同之处就是利用了共振的原理,都是靠昆虫摩擦身体的某一部位振动频率与空气产生共鸣而发声。
在声学界,共振现象尤其明显。
在声学中共振称为“共鸣”,我们之所以能听到如此悦耳的声音是因为各种乐器之间发生共振,从而发声的现象,自然界一切可以发声的物体都可以巧妙地运用着共振来发出悦耳、动听的声音。
它们运用共振所发出的圆润婉转歌声,是自然界对人类的馈赠。
生活中的共振,比比皆是。
微波炉给食物加热,是利用电磁波共振对空气中的水分子进行加热,从而传递给食物。
当我们对着瓶口吹气时,可能吹不响。
但我们有办法使它发出“呜、呜”的响声——只要吹气的力度、角度、口型最合适!机器运轉时引起底座的振动、收音机喇叭纸盆的振动等等。
机械振动在生活生产中的实际应用以及共振的危害(一)、机械振动在生活生产中的实际应用机械振动,也简称为振动,物理学上是这样给它定义的:物体在平衡位置附近做往复运动的运动。
在现实生活中我们能看到很多机械都是运用机械振动这一学说理论来建造出来的。
比如筛分设备、输送设备、给料设备、粉碎设备等等机械设备都是将理论运用到现实生活中的结果。
以下我就举些例子来加以说明机械振动具体得在哪些产品中运用到了。
先说说筛分设备,筛分设备是机械振动在现实生活中运用的最多的产品。
比如热矿筛、旋振筛、脱水筛等各种各样的筛分设备。
顾名思义,筛分设备就是运用振动的知识和筛分部件将不同大小不同类型的物品区分开来,以减少劳动力和提到生产效率。
例如:热矿筛采用带偏心块的双轴激振器,双轴振动器两根轴上的偏心块由两台电动机分别带动做反向自同步旋转,使筛箱产生直线振动,筛体沿直线方向作周期性往复运动,从而达到筛分目的。
又如南方用的小型水稻落谷机,机箱里有一块筛网,由发动机带动连杆做往复运动,当水稻连同稻草落入筛网的时候,不停的振动会让稻谷通过筛网落入机箱存谷槽,以实现稻谷与稻草的分离,减少人力资源,提高了农业效率。
输送设备运用到机械振动也是很多的。
比如:螺旋输送机、往复式给料机、振动输送机、买刮板输送机等输送设备。
输送设备就是将物体从一个地方通过输送管道输送到另一个地方的设备,以节约人力资源,提高生产效率。
例如:广泛用于冶金、煤炭、建材、化工等行业中粉末状及颗粒状物料输送的振动输送机,采用电动机作为优质动源,使物料被抛起的同时通过输送管道做向前运动,达到输送的目的。
给料设备在某种程度上与输送设备有共同之处,例如:振动给料机、单管螺旋喂料机、振动料斗等设备。
就拿振动料斗来说吧,振动料斗是一种新型给料设备,安装在各种料仓下部,通过振动使物料活化,能够有效消除物料的起拱,堵塞和粘仓现象,解决料仓排料难的问题。
总而言之,机械振动在现实生活生产中的应用是多种多样的,有的是直接应用,有的是间接应用。
共振现象探秘兴义民族师范学院物理学院韦应生552400一、什么是共振任何物体产生振动后,由于其本身的构成、大小、形状等物理特性,原先以多种频率开始的振动,渐渐会固定在某一频率上振动,这个频率叫该物体的固有频率。
当人们从外界再给这个物体加上一个振动(称为驱动)时,这时物体的振动频率等于驱动力的频率,而与物体的固有频率无关,这时称为强迫振动。
但如果驱动力的频率与该物体的固有频率正好相同,物体振动的振幅达到最大,这种现象叫共振。
因此我们可以知道,驱动力的频率与固有频率一样,从而产生了共振现象,可能导致巨大危害,在我们生活的方方面面共振影响也十分巨大。
二、共振的应用共振不仅是一种客观存在,它也是有待于进一步开拓的科技领域。
共振技术普遍应用于机械、化学、力学、电磁学、光学及分子、原子物理学、工程技术等几乎所有的科技领域。
如音响设备中扬声器纸盆的振动,各种弦乐器中音腔在共鸣箱中的振动等利用了“力学共振”;电磁波的接收和发射利用了“电磁共振”;激光的产生利用了“光学共振”;医疗技术中则有已经非常普及的“核磁共振”等。
在21世纪开始的正在蓬勃发展的信息技术、基因科学、纳米材料、航天高科学技术大发展的浪潮中,更是大量运用到共振技术。
共振现象也可以说是一种宇宙间最普遍和最频繁的自然现象之一,所以在某种程度上甚至可以这么说,是共振产生了宇宙和世间万物,没有共振就没有世界。
研究表明,宇宙中的紫外线射向地球时,是臭氧层的振动频率与紫外线产生共振,从而吸收了大部分的紫外线,保护了地球;叶绿素与某些可见光共振才能吸收阳光,产生光合作用;甚至连色彩的产生也是因为各色光线与物体的共振所赐。
在日常的生产生活中,共振也是我们的好帮手,人类利用共振现象的能量特征,发明了不少实用的东西。
“共振筛”是利用共振现象最典型的例子之一。
它是把筛子用四个弹簧支撑起来,并在筛子上装上偏心轮,偏心轮在皮带的带动下转动,是筛子受到周期驱动力的作用,做受迫振动。
共振的应用及其危害
共振是物体受到外力作用下的一种响应现象,具有许多应用,包括以下几个方面:
1. 振动传感器:共振可用于制作传感器,例如加速度传感
器和压力传感器。
这些传感器利用物体在特定频率下共振
的特性来测量力或压力的变化。
2. 音乐与声学:乐器演奏的基础原理之一就是共振。
当乐
器的空腔或弦共振时,会产生特定频率的声音。
声学领域中,共振也用于调谐音箱和扬声器等设备。
3. 结构工程:在工程中,共振现象常常需要被考虑。
例如,建筑物的共振频率必须远离地震或风力的激励频率,以避
免共振破坏。
然而,共振也可能带来一些危害:
1. 破坏性共振:当物体在共振频率下受到持续激励时,可能发生共振破坏。
这在工程领域中尤为重要,例如桥梁或其他结构物在风力激励下发生共振导致破坏。
2. 噪音问题:共振会产生很高的声音,而且常常是固定频率的。
这可能成为噪音的来源,对人们的健康和生活造成负面影响。
3. 不稳定性:共振可能导致系统变得不稳定,特别是在控制系统中。
共振会引起振荡,从而降低系统的性能和稳定性。
因此,在设计和工程中,需要对共振进行仔细的考虑和控制,以避免潜在的危害。
共振的原理与危害和应用1. 共振的原理共振是指当一个物体或系统受到周期性外力作用时,如果外力频率与物体或系统本身的固有频率相同或接近时,物体或系统会发生共振现象。
共振的原理可以用下面的几个方面进行解释:•固有频率:物体或系统具有固有的振动频率,称为固有频率。
当外界的周期性外力频率与固有频率相等或接近时,共振现象会发生。
•振幅放大:共振时,物体或系统的振幅会比非共振时增大很多倍,这是因为外力的频率与物体或系统的固有频率相同时,外力的能量会逐渐积累并不断增加振动的振幅。
•能量传递:共振时,能量在物体或系统中传递得更加迅速和高效。
由于振幅的放大,共振能够使物体或系统摄取更多能量并将其有效地传递。
•相位对齐:当外力频率与物体或系统的固有频率相同时,振动的相位会与外力效果对齐,使共振更加显著。
2. 共振的危害尽管共振在某些情况下可以产生积极的效果,但在其他情况下也会引起危害。
以下是一些常见的共振危害:•结构破坏:共振可以引起物体或系统的结构破坏,特别是在振动频率与固有频率非常接近的情况下。
由于振动的振幅放大,结构可能无法承受这种额外的负荷而发生破裂或断裂。
•能量浪费:共振时,能量传递更加迅速和高效,但这也可能导致能源浪费。
外力的能量被吸收并以更大的幅度传递到物体或系统中,而这些能量不一定能够被有效利用。
•噪音和震动:共振会产生大幅度的振动,从而导致噪音和震动。
这对于某些设备和结构来说可能是不可接受的,可能会干扰正常操作或引起其他问题。
•系统失控:在某些情况下,共振可以导致系统失控。
当共振发生时,物体或系统的行为往往变得不可预测,可能会导致系统故障或事故发生。
3. 共振的应用尽管共振有其危害,但在某些领域中也可以应用到共振现象,以实现特定的目标。
以下是一些共振应用的例子:•音乐乐器:共振在音乐乐器中起着重要作用。
例如,钢琴的弦和共鸣箱之间的共振现象产生了特定的声音效果。
其他乐器如吉他、小提琴和大提琴等也利用共振现象产生独特的音色。
声音的共振现象声音是我们日常生活中不可或缺的一部分,而声音的共振是声音传播中的一种重要现象。
共振是指当声波与某个物体的固有频率相同时,该物体会产生振动,并将振动能量以更大的幅度进行放大。
本文将介绍声音的共振现象及其应用。
一、声音的共振原理声音的共振现象是基于物体固有频率的特性。
当物体受到外界声音波的激励,并且声音波的频率与物体的固有频率相同时,物体将会发生共振。
这是因为外界声音波的频率与物体的固有频率相同,使得声波传递的能量与物体的自身能量相互增强,从而产生明显的共振效果。
二、声音的共振产生声音的共振会在特定情况下产生,比如当某个物体的固有频率与外界声音波频率相等时。
以乐器为例,当一个吉他弦的固有频率与弹拨的音频频率相等时,弦就会迅速振动,并放大音频的声音。
这就是为什么吉他的音色可以通过弦和空腔的共振来产生。
三、声音共振的应用1. 乐器制作和演奏:共振是乐器演奏的基本原理之一。
乐器的共振频率会根据不同的材质、形状和尺寸而有所不同。
乐器制造者可以根据共振原理来设计乐器的结构和材料,以达到所需的音质和音量。
2. 声学设备:共振原理也被用于设计和制造声学设备,例如扩音器、音箱和擴音器。
这些设备利用共振效应来放大声音,并改变声音的特性,使声音更加清晰、响亮。
3. 通信系统:声音共振原理也在通信系统中得到应用。
例如,共振可以用于设计电话或扩音器的麦克风,以改善声音的传播效果。
四、声音共振的危害声音共振也可能带来一些不良影响。
当音箱、设备或乐器的共振频率与环境中的声音频率相匹配时,会产生共振峰,造成声音失真、噪音和杂音。
这种情况下,需要通过调整设计或阻尼来减少或消除共振效应。
五、结论声音的共振现象是物体与声音波频率相匹配并发生振动的现象。
共振原理被广泛应用于乐器制造、声学设备设计和通信系统中。
然而,共振也可能带来一些不良影响,需要采取适当的措施进行调整和管理。
通过理解声音的共振现象,我们可以更好地利用它,并在许多领域中获得更好的音质和声音效果。
共振的应用及其危害引言共振是物理学中一个重要的现象,它在各个领域中都有着广泛的应用。
然而,共振也有其危害性。
本文将介绍共振的应用以及可能带来的危害。
共振的应用1. 共振现象的定义共振是指当一个物体受到外力作用时,如果其本身的固有频率与外力的频率非常接近,就会发生共振现象。
在共振时,物体会产生明显的振幅增大现象。
2. 共振在声学领域的应用共振在音乐乐器中得到了广泛的应用。
例如,钢琴的琴弦在共振时会发生共鸣,产生丰富的音色。
类似地,管乐器的共鸣管也会产生特定的音色。
此外,共振也常用于扩音器和音箱等设备中,以增强声音的放大效果。
3. 共振在工程领域的应用共振在工程领域中有着广泛的应用。
例如,在桥梁的设计中,需要考虑桥梁的自然频率,以避免共振发生,从而保证桥梁的安全性。
此外,共振也被应用于建筑结构、电力系统、飞行器等领域,以促进设计和优化工作。
4. 共振在医学领域的应用共振在医学领域中有着广泛的应用。
例如,核磁共振成像(MRI)技术利用共振现象进行医学影像诊断,通过对人体组织共振信号的获取,得到高清晰度的图像。
此外,共振声波也被用于治疗骨科疾病,如断骨的治疗中。
共振的危害1. 结构共振的危害当建筑结构或其他工程产品的自然频率与外界激励频率相近时,共振可能产生严重的后果。
例如,风力对建筑物的作用可能导致结构共振,进而引发结构的破坏。
因此,在工程设计中需要注意避免共振现象的发生。
2. 机械共振的危害机械共振是指机械系统受到外力作用时产生的共振现象。
在机械共振时,机械系统会出现振动幅度急剧增大的情况,导致机械元件的疲劳和损坏。
为了避免机械共振的危害,需要在设计中进行合理的减振和抑制措施。
3. 共振对人体的影响共振声波对人体有一定的影响。
当人体受到特定频率的共振声波作用时,可能会导致身体不适、失去平衡能力以及听力受损等问题。
因此,在工作和生活环境中,需要注意避免长时间暴露于共振声波中。
4. 电路共振的危害电路中的共振可能导致电流和电压的异常增大,从而引发电路的过热、短路和损坏。
共振的应用及其危害引言共振是一个在物理学和工程领域中经常出现的现象。
它描述了当一个物体与另一个物体的振动频率接近时,会产生共振现象。
共振现象在许多领域都有广泛的应用,例如声学、机械工程和电子工程等。
然而,尽管共振有许多有用的应用,但它也可能带来一些潜在的危害。
本文将探讨共振的应用及其潜在危害。
共振的应用1. 声学领域中的应用共振在声学领域中有许多重要的应用。
例如,乐器的共鸣是由共振现象引起的。
当一个乐器的弹性体发出特定频率的声音时,与其共振的空气柱将增加声音的音量和音质。
这就是为什么不同的乐器在发出相同音符时会有不同的音色。
此外,在音响系统中,共振也可以被利用来增强声音的传播和扩散效果。
2. 机械工程中的应用共振在机械工程中有广泛的应用。
例如,桥梁和建筑物的设计需要考虑共振频率,以避免由共振引起的结构破坏。
振动台也是利用共振现象来测试产品的耐久性和可靠性。
此外,共振也被应用于汽车发动机的设计中,以提高燃烧效率和减少噪音和振动。
3. 电子工程中的应用共振在电子工程中也有许多应用。
例如,共振电路广泛应用于无线电和通信设备中,用于调谐和放大信号。
铁心变压器和陶瓷谐振器也利用共振现象来实现能量转换和信号传输。
共振的危害虽然共振具有很多有用的应用,但如果不加控制和管理,它也可能带来一些危害。
1. 结构破坏共振频率与结构的自然频率密切相关。
当外部力作用于结构体时,如果该力的频率与结构体的自然频率相近,就会导致结构共振,从而造成结构破坏。
一个经典的例子是风吹大桥,当风的频率与桥梁的自然频率相近时,会引起共振现象,导致桥梁产生摆动,进而破坏桥梁的结构。
2. 噪音和振动共振也可能引起噪音和振动问题。
例如,机械设备在运行时产生的振动可能会与某些共振频率共振,导致噪音和振动增加。
这不仅会影响设备的正常运行,还可能对周围环境和工作人员的健康产生负面影响。
3. 能量浪费共振也可能导致能量浪费。
当系统处于共振状态时,能量的传输和转换效率会降低。
谈谈共振的应用及其危害3页共振是物理学中的一个概念,它指的是两个物体在频率相同的情况下,相互传递能量并逐渐增强的现象。
共振在很多领域都有广泛的应用,但同时也带来了一些潜在的危害。
首先,共振的应用比较广泛,其中一个主要领域是机械工程。
机械振动是机械工程中的一个重要问题,很多机械设备在工作过程中都会出现振动,这对其正常工作的稳定性和寿命都会产生影响。
通过控制机械振动的频率和振动幅度,可以提高机械设备的可靠性和使用寿命。
因此,在机械工程中经常使用振动控制技术来控制机械振动,其中就包括了共振技术。
另一个应用于共振的领域是音乐演奏。
乐器的共振效应是产生音乐的重要原理之一。
在乐器发声时,乐器本身会产生振动,并且这种振动可以通过空气传递出去形成声音。
通过调整乐器的谐波频率并使其与人的听觉大脑共振,可以产生美妙的音乐效果。
因此,在音乐演奏中,共振被广泛应用于提高音乐的演奏效果。
除了以上提到的领域外,共振还被应用于其他一些领域,比如电子工程、地震工程、交通工程等等。
在这些领域,共振可以提高设备的工作效率,改进系统的工作状态,并减少能量损失和噪声等问题,因此具有广泛的应用前景。
然而,共振也存在一些潜在的危害,其中之一是共振的破坏力。
共振越强,产生的能量越大,如果不加控制,这种能量有可能会导致物体损坏或破坏。
例如,桥梁在强风或地震等情况下会发生振动,如果振幅增大达到桥梁的承载极限,则会导致桥梁崩塌。
因此,共振对于大型结构物如桥梁、塔楼、飞机等来说是一种非常危险的因素。
此外,共振还有可能引起人们的身体不适。
例如,在飞机、汽车、火车等交通工具上,共振会产生强烈的震动和噪声,一些人在长时间处于这种环境中,就会出现头痛、晕眩等不适症状。
因此,在设计交通工具时,需要尽可能减少这种共振的影响,以保证人们的安全和健康。
总之,共振是一个很有用的物理现象,通过合理应用可以带来很多好处,但同时也需要注意其可能潜在的危害,特别是在大型结构物、交通工具等方面,需要进行周密的研究和控制。
共振的运用及其危害刘伟(北京理工大学 03110901班 20090481号 2010年6月)摘要对于一个振动系统,当外加策动力的频率与系统本身的固有频率相近或相同时,系统受迫振动的振幅将趋于最大值,这种现象叫做共振。
共振现象在生活中随处可见。
共振有着极其广泛的应用领域,包括声学。
电磁学、生物学、波动学、医学等等。
合理巧妙地利用共振现象可以为我们创造巨大的财富,但另外一方面,共振现象也可以给我们带来危害。
对共振有充分的认识,巧妙利用,消除危害,那么共振就能成为我们开发自然的最好工具。
关键字受迫振动 固有频率 策动力 振幅 能量 应用与危害正文一 相关概念受迫振动与策动力:区别于自由振动,受迫振动是物体在策动力的强迫下所产生的振动。
策动力是外界施予系统的具有一定频率特征的作用力。
扬声器中纸盒的振动,蒸汽机活塞的振动等都是受迫振动。
物体做受迫振动的频率等于策动力的频率,跟物体的固有频率无关。
固有频率:固有频率是系统本身所具有的一种振动性质。
当物体做固有振动时的振动频率就是固有频率。
固有频率由系统的质量分布,内部的弹性性质以及其力学性质相关。
固有频率一般与振幅无关。
如单摆固有频率gl f π21=,弹簧振子频率为m k f π21=,电路固有频率LCπ21等等。
二 共振的产生 对于一个振动系统,当外加策动力的频率与系统本身的固有频率相近或相同时,系统受迫振动的振幅将趋于最大值,这种现象叫做共振。
所以共振是一种特殊的受迫振动。
对一个确定的无阻尼振动系统(固有频率0f 一定),当改变外加策动力的频率f (策动力大小不变),并且策动力周期性变化方向与振动方向相同时,发现振动系统的振幅A 与策动力频率f 之间呈现如下图所示的关系:A m随着策动力频率f的增大,振动系统的振幅先增大到峰值再减小。
实践证明,A峰值对f。
应的策动力频率恰好为振动系统的固有频率振幅是表征振动系统能量性质的量,所以在共振的情形下,振动系统具有最大的能量。
共振物理
共振是物理学中常常出现的一种现象。
当一个物体受到外部力,且该
力的频率等于该物体固有频率时,这个物体就会发生共振现象。
1. 共振的定义:共振是一种物理现象,指当一个物体受到外部力,并
且该力的频率等于物体的固有频率时,该物体可能会产生明显的振动
现象。
2. 固有频率:固有频率是指物体自由振动时,不受外力干扰所表现出
来的频率。
固有频率是物体的本征属性,不同物体的固有频率不同。
3. 共振的条件:物体发生共振需要满足两个主要条件,一是外力的频
率等于物体的固有频率,二是外力对于物体的损耗要足够小。
4. 共振的应用:共振是一种很重要的物理现象,在生活中有很多应用。
例如,共振现象被广泛用于实现机械式计时器。
此外,共振还被用于
制作无线电收音机、雷达和激光器等。
5. 共振的优点:共振现象产生的振动幅度通常很大,因此可以被测量
或利用。
此外,共振可以产生与输入信号完全相同的输出信号,这对
于某些应用来说非常有用。
6. 共振的危害:共振也可能带来危害。
例如,桥梁和建筑物会因风力
和震动而产生共振,这可能会导致损坏或倒塌。
总之,共振是一种常见的物理现象,在生活和科学研究中都有广泛的
应用。
理解共振现象的原理和应用,对于学习物理学和机械学有很大
帮助。
共振的应用及其危害作者姓名:李津宁(专业班级:应用物理学1403班,学号:1409030309)摘要:共振在物理领域及生活领域都有着极其重要的作用,在人们应用着共振带给我们的便利的同时,还在经受着共振带给我们的危害,本文主要介绍了共振的应用及共振对我们的危害,使我们更加清楚的认识到共振。
关键词:共振现象原理应用危害引言共振现象在自然界中,非常普遍地存在着,任何物体产生振动后,由于其本身的构成、大小、形状等物理特性,原先以多种频率开始的振动,渐渐会固定在某一频率上振动,这个频率叫做该物体的“固有频率”,因为它与该物体的物理特性有关。
当人们从外界再给这个物体加上一个振动( 称为策动) 时,如果策动力的频率与该物体的固有频率正好相同,物体振动的振幅达到最大,这种现象叫做“共振现象”。
1 共振的应用1.1自然界中的共振共振在声学中亦称“共鸣”,它指的是物体因共振而发声的现象,如两个频率相同的音叉靠近,其中一个振动发声时,另一个也会发声。
在电学中,振荡电路的共振现象称为“谐振”。
从总体上来看,宇宙的大多数物质是有弹性的,大到行星小到原子,几乎都能以一个或多个固有频率来振动。
我们都知道,宇宙是在一次剧烈的大爆炸后产生的。
而促使这次大爆炸产生的根本原因之一,便是共振。
当宇宙还处于浑沌的起点时,里面就开始产生了振荡。
最初的时候,这种荡振是非常微弱的。
渐渐地,振荡的频率越来越高、越来越强,并引起了共振。
最后,在共振和膨胀的共同作用下,导致了一阵惊天动地的轰然巨响,宇宙在瞬间急剧膨胀、扩张,然后,就产生了日月星辰。
微观物质世界的产生,也与共振有着密不可分的干系。
宇宙诞生初期的化学元素,也可以说是通过共振合成和产生的。
人及其它的生物也是宇宙间的物质,当然共振也是普遍存在于这些生命中了。
人除了呼吸、心跳、血液循环等都有其固有频率外,人的大脑进行思维活动时产生的脑电波也会发生共振现象。
类似的共振现象在其它动物身上也同样普遍地存在着。
理论力学小论文——共振的危害与利用人们对自然规律的认识经历了漫长的过程,有时还会付出非常沉重的代价。
下面几个例子时关于振动危害的。
1831年,一队骑兵队列通过英国曼彻斯特附近的一座吊桥。
他们雄赳赳、气昂昂,“嗒、嗒”的马蹄声节奏分明有力。
突然,不幸的事情发生了,随着一声巨响,大桥莫名其妙地倒塌了,人与马纷纷坠入河中,导致死伤惨重。
过了半个多世纪,1906年,俄国首都彼得格勒有一支全副武装地沙皇军队,步伐整齐地通过爱记华特大桥。
突然间桥身剧烈振动起来,然后伴随着一声巨响,大桥断裂崩塌了,士兵、布匹等贵重物品纷纷落水,当时的情景狼狈不堪。
两件事发生的方式大同小异,人们对此觉得特别震惊,并随即对此进行了调查。
通过当时一大批顶尖物理学家的研究发现,在没有敌人破坏,又不是桥的质量问题时,肇事者正是这些受害者自己。
由于他们齐步前进,整齐的步伐产生的周期频率碰巧接近桥的固有频率,激起了大桥的共振,结果造成了桥断人亡的大事故!物体在外加激振力作用下的振动称为强迫振动,物体的振动频率等于驱动力的频率,而与物体的固有频率无关,但是当驱动力的频率根物体的固有频率相近时,物体振动的振幅也将增大,当驱动力的频率根物体的固有频率相等时,这时物体振动的振幅最大,称为共振。
物体的振幅根驱动力频率的关系图见下:物体的振幅跟驱动力频率关系图因此当士兵迈着整齐的步伐通过大桥时,在士兵驱动力的作用下,大桥将作强迫振动,当士兵的人数购多时,驱动力的频率将大致和桥的固有频率一样,从而发生共振,故桥梁倒塌,发生了悲剧。
当在平时较少的人通过桥时,由于驱动力的频率较桥的固有频率相比差距很大,故桥的振动非常微弱,可以忽略不计,从而不会发生任何事故。
有弊必有利,世界上任何事物都逃不过自然规律,共振不仅能给人们带来危害,而且只要人们运用得当,共振还能给人们带来莫大的好处。
共振筛和垂直输送器就是利用共振原理最典型的例子!“共振筛”是把筛子用4个弹簧支撑起来,并在筛子上装上偏心轮。
共振的作用及危害学院:生物与农业工程学院专业:农业机械化及其自动化学号:45090104姓名:王宏州关键字共振作用危害摘要本文主要对共振对现实生活、生产及研究所起到的作用及造成的危害做一些阐述和解析。
何为共振(resonance)?共振是指一个物理系统在特定频率下,以最大振幅做振动的情形。
此一特定频率称之为共振频率。
自然中有许多地方有共振的现象。
人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。
一些共振的例子比如有:乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振,电路的共振等等。
现在以音响共振为例说明共振的具体作用。
共振音响核心元件的原理是使共振发声体和所接触的物体之间产生声学中的共振现象,是低范围的系统频率。
一般只是让共振的物体产生微乎其微的形变,但能使物体充分表达音乐神韵的共振现象。
这就是共振的作用。
共振不仅在物理学上体现了其巨大的作用,而且共振现象也可以说是一种宇宙间最普遍和最频繁的自然现象之一,所以在某种程度上甚至可以这么说,是共振产生了宇宙和世间万物。
我们都知道,宇宙是在一次剧烈的大爆炸后产生的。
而促使这次大爆炸产生的根本原因之一,便是共振。
当宇宙还处于浑沌的奇点时,里面就开始产生了振荡。
最初的时候,这种荡振是非常微弱的。
渐渐地,振荡的频率越来越高、越来越强,并引起了共振。
最后,在共振和膨胀的共同作用下,导致了一阵惊天动地的轰然巨响,然后,就产生了日月星辰,于是,在地球上便有了日月经天、江河行地。
虽然共振的作用无处不在,但是它所造成的巨大危害也是我们不可忽视的。
下面就谈谈共振的危害。
核振共振会造成如下的危害。
强静磁场:在有铁磁性物质存在的情况下,不论是埋植在患者体内还是在磁场范围内,都可能是危险因素;随时间变化的梯度场:可在受试者体内诱导产生电场而兴奋神经或肌肉。
外周神经兴奋是梯度场安全的上限指标。
在足够强度下,可以产生外周神经兴奋(如刺痛或叩击感),甚至引起心脏兴奋或心室振颤;射频场(RF)的致热效应:在MRI聚焦或测量过程中所用到的大角度射频场发射,其电磁能量在患者组织内转化成热能,使组织温度升高。
谈谈共振的应用及其危害摘要:本文就日常生活中共振的现象进行了分析与探讨,探究其存在的物理本质,进而深入研究了共振的形成条件、现象、应用及其危害。
引言:在现实生活中,我们经常能够看到或者听见玻璃窗在载重车驶过时抖动;风吹高压电线发出尖啸声;美妙动人的歌声从人们歌喉里飘出;钢琴、小提琴等乐器演奏出绝妙的音响效果;树木在大风的吹过后轰然倒下等等。
那么,为什么会有这么奇妙的事情发生呢?共振真的有那么大的魔力吗?共振带来的都是好事吗?共振概述:任何物体产生振动后,由于其本身的构成、大小、形状等物理特性,原先以多种频率开始的振动,渐渐会固定在某一频率上振动,这个频率叫做该物体的"固有频率"。
当人们从外界再给这个物体加上一个振动(称为驱动)时,如果驱动力的频率与该物体的固有频率正好相同,物体振动的振幅达到最大,这种现象叫做"共振"。
从能量角度来看,在共振过程中,驱动力始终对物体做正功,所以物体能从外界的驱动源处取得最多的能量,往往会产生一些意想不到的效果。
共振的应用:1.声音的共鸣:共振在声学中亦称“共鸣”,它指的是物体因共振而发声的现象,如两个频率相同的音叉靠近,其中一个振动发声时,另一个也会发声。
早在战国初期,当时的人就发明了各种各样的共鸣器,用来侦探敌情。
《墨子·备穴》记载了其中的几种:在城墙根下每隔一定距离挖一深坑,坑里埋置一只容量有七八十升的陶瓮,瓮口蒙上皮革,这样,实际上就做成了一个共鸣器。
让听觉聪敏的人伏在这个共鸣器上听动静,遇有敌人挖地道攻城的响声,不仅可以发觉,而且根据各瓮瓮声的响度差可以识别来敌的方向和远近。
另一种方法是:在同一个深坑里埋设两只蒙上皮革的瓮,两瓮分开一定距离,根据这两瓮的响度差来判别敌人所在的方向。
我国古时还发明出了另一种更加轻巧、简便、实用的共鸣器。
如唐代的军队中就有一种用皮革制成的叫做“空胡鹿”的随军枕,让听觉灵敏和睡觉警醒的战士在宿营时使用,“凡人马行在三十里外,东西南北皆响闻”。
谈谈共振的应用及其危害
摘要:本文就日常生活中共振的现象进行了分析与探讨,探究其存在的物理本质,进而深入研究了共振的形成条件、现象、应用及其危害。
引言:在现实生活中,我们经常能够看到或者听见玻璃窗在载重车驶过时抖动;风吹高压电线发出尖啸声;美妙动人的歌声从人们歌喉里飘出;钢琴、小提琴等乐器演奏出绝妙的音响效果;树木在大风的吹过后轰然倒下等等。
那么,为什么会有这么奇妙的事情发生呢?共振真的有那么大的魔力吗?共振带来的都是好事吗?
共振概述:任何物体产生振动后,由于其本身的构成、大小、形状等物理特性,原先以多种频率开始的振动,渐渐会固定在某一频率上振动,这个频率叫做该物体的"固有频率"。
当人们从外界再给这个物体加上一个振动(称为驱动)时,如果驱动力的频率与该物体的固有频率正好相同,物体振动的振幅达到最大,这种现象叫做"共振"。
从能量角度来看,在共振过程中,驱动力始终对物体做正功,所以物体能从外界的驱动源处取得最多的能量,往往会产生一些意想不到的效果。
共振的应用:
1.声音的共鸣:共振在声学中亦称“共鸣”,它指的是物体因共振而发声的现象,如两个频率相同的音叉靠近,其中一个振动发声时,另一个也会发声。
早在战国初期,当时的人就发明了各种各样的共鸣器,用来侦探敌情。
《墨子·备穴》记载了其中的几种:在城墙根下每隔一定距离挖一深坑,坑里埋置一只容量有七八十升的陶瓮,瓮口蒙上皮革,这样,实际上就做成了一个共鸣器。
让听觉聪敏的人伏在这个共鸣器上听动静,遇有敌人挖地道攻城的响声,不仅可以发觉,而且根据各瓮瓮声的响度差可以识别来敌的方向和远近。
另一种方法是:在同一个深坑里埋设两只蒙上皮革的瓮,两瓮分开一定距离,根据这两瓮的响度差来判别敌人所在的方向。
我国古时还发明出了另一种更加轻巧、简便、实用的共鸣器。
如唐代的军队中就有一种用皮革制成的叫做“空胡鹿”的随军枕,让听觉灵敏和睡觉警醒的战士在宿营时使用,“凡人马行在三十里外,东西南北皆响闻”。
当声音通过地面传播到空穴时,在空穴处产生交混回响,于是就能知道敌人的多寡远近。
2.核磁共振成像:在电学中,振荡电路的共振现象称为“谐振”。
核磁共振成像是利用电子计算机对人体断面进行图像分析诊断的检查方法,它不用X线,而是磁场,其基本原理是人体所含氢原子在强磁场下给予特定的高波后会发生共振现象,产生一种高波数的电磁波。
核磁共振正是利用这个性质,采用电子计算机对磁场的变化收集处理并图形化。
核磁共振成像可以显示脂肪、全身脏器、肌肉、快速流动的血液、骨骼和空气等。
对脏器内部结构也能清楚显示。
医生可以很好的识别病人体内的肿瘤、炎症、坏死病灶、异常物质沉着、功能阻碍、血液循环阻碍等病变。
对于神经系统、胸部、腹部及四肢各种疾病的诊断提供了很大的帮助。
3.其他方面:粉碎机,测振仪,电振泵等,也都是利用共振现象进行工作的。
建筑工人在造房子的时候,不论是浇灌混凝土的墙壁或地板,为了提高质量,总是一面灌混凝土,一面用振荡器进行震荡,使混凝土由于振荡更紧密、结实。
大街上车辆的喧闹声,机器的隆隆声——这些连绵不断的噪声不仅影响人们正常生活,还会损害人的听力。
有一种共振性的消声器,是由开有许多小孔的孔板和空腔所构成。
当传来的噪声频率与共振器的固有频率相同时,就会跟小孔内空气柱产生剧烈共振。
这样,声音能在共振时转变为热能,使相当一部分噪声被“吞吃”掉。
共振的危害:
1.桥梁的坍塌
18世纪中叶,一队士兵在指挥官的口令下,迈着威武雄壮、整齐划一的步伐,通过法国昂热市一座大桥,快走到桥中间时,桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌,造成许多官兵和市民落入水中丧生。
后经调查,造成这次惨剧的罪魁祸首,正是共振!因为大队士兵齐步走时,产生的一种频率正好与大桥的固有频率一致,使桥的振动加强,当它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗压力时,桥就断裂了。
对于桥梁来说,那些看似无物的风儿同样也能对之造成威胁。
1940年,美国的全长860米的塔柯姆大桥因大风引起的共振而塌毁,尽管当时的风速还不到设计风速限值的1/3,可是因为这座大桥的实际的抗共振强度没有过关,所以导致事故的发生。
2.地震:
给人类带来重大伤亡和财产损失的地震,其中亦有共振的“幢幢魔影”:当地壳里的某一板块发生断裂时,产生的波动频率传到地面上,与建筑物产生强烈的共振,于是,就造成了屋毁人亡的惨剧。
地震所产生的地震波能使其它地方的岩浆通道受到共振影响而诱发新一轮地震,从而形成不同震源的地震联动。
共振的作用还可以形成不同震源的地震联动从而使受地震影响的区域更宽广,增加了地震预测的难度。
3.次声波
次声波是一种每秒钟振动很少、我们耳朵听不到的声波。
次声波的声波频率很低,一般均在20兆赫以下,波长却很长,不易衰弱。
次声波的这种神奇的功能也引起了军事专家的高度重视,一些国家利用次声波的性质进行次声波武器的研制,目前已研制出次声波枪和次声波炸弹。
不论是次声波枪还是次声波炸弹,都是利用频率为16—17赫兹的次声波,与人体内的某些器官发生共振,使受振者的器官发生变形、位移或出血,从而达到杀伤敌方的目的。
现代科学研究已经证明,大量发射的频率为16—17赫兹的次声波会引起人体无法忍受的颤抖,从而产生视觉障碍、定向力障碍、恶心等症状,甚至还会出现可导致死亡的内脏损坏或破裂。
这种次声波武器可以说是人类运用共振来危害人类自己的一种技术上的极致。
4.其他方面的危害
每年肆虐于沿海各地的热带风暴,也是借助于共振为虎作伥,才会使得房屋和农作物饱受摧残。
近几十年来,美国及欧洲等国家和地区还发生了许多起高楼因大风造成的共振而剧烈摇摆的事件。
也是由于共振的力量,巨大的冰川能被“温柔”的海洋波涛给拍裂开。
甚至于美国阿拉斯加李杜牙湾经常出现的高达上百米的巨浪,也是由于共振在其中发挥了很大的“推波助澜”的作用。
因为共振在这个海湾“作威作福”实在是太厉害了,所以许多航海人对这个海湾都是“敬”而远之。
实际上,共振的危害程度和范围还无远远不止于此。
持续发出的某种频率的声音会使玻璃杯破碎。
机器的运转可以因共振而损坏机座。
高山上的一声大喊,可引起山顶的积雪的共振,顷刻之间造成一场大雪崩。
行驶着的汽车,如果轮转周期正好与弹簧的固有节奏同步,所产生的共振就能导致汽车失去控制,从而造成车毁人亡……
结论:世界上的每一事物都没有绝对的好与坏之分,有利必有弊。
共振给我们带来了很多的便利,但是,其还是给我们带来沉重的打击。
因此,我们既要将共振充分运用到各个科学领域,还要防止共振现象给生活、工作、环境带来危害。