共振现象利弊的分析

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。

共振的应用及其危害一、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。

物体的振幅与驱动力的关系图如下：（物体的振幅与驱动力频率关系图）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。

从宇宙大爆炸到微观世界的“共振体”，从人类说话交谈到虫鸣鸟吟，都是共振的魔力。

还有一些研究表明，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。

调整偏心轮的转速，可使驱动力的频率接近筛子的固有频率，筛子发生共振，获得较大振幅，提高筛子的效率。

在建筑工地上，我们经常可以看到．建筑工人在浇灌混凝土的墙壁或地板时，为了提高质量，总是一边灌混凝土，一边用电振泵进行振动，使混凝土之间因振动的作用而变得更紧密、更结实。

像粉碎机、测振仪、电振泵等，这些都是利用共振原理工作的。

现在许多家庭使用微波炉来加热食品，但为什么微波炉在加热食品时食品内外能同时升温呢？原来微波炉中的磁控管产生915MHz或2450MHz的微波，即一种超高频率交变电磁场，它经波导传送出去，再经风扇搅拌器把它反射到炉腔各处，食物是吸收微波的一种介质，而且食物分子的振动频率跟微波的电磁场频率相同或相近，大量分子就在食物中原来位置的附近剧烈振动而摩擦出大量的热，使食物内外介质的温度同时升高，食物很快被烤熟。

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。

共振的危害原理共振是一种物理现象，它可以在一些系统中引起大振幅振动，而且这种振动可能会对系统造成严重损害。

共振的危害原理可以通过分析共振的本质来理解。

共振的本质是一个能量传递的过程，其中能量来自外部激励，通过系统内的变形传递到储存能量的区域，然后再通过系统内的变形传输回来。

如果能量的传递速度与局部结构振动的自然频率匹配，就会发生共振。

在共振的状态下，局部结构将会经历大振幅变形，可能会导致破坏。

共振的危害可以分为三个方面。

首先是物理危害。

由于共振产生的大振幅变形，可能会超出系统的承载能力，导致结构的破坏或失效。

例如，在大风或地震等情况下，建筑物可能会产生共振，导致建筑物的倾覆或崩塌；机械系统也可能会发生共振，导致零件的疲劳失效或机械故障。

其次是能量传输的危害。

共振状态下，能量的传输速度是非常快的，这也就意味着能量的损失也非常高。

例如，在电路中，当电容器和电感器的自然频率匹配时，会发生电感共振，电路的电压和电流会出现大幅度波动，可能会导致损坏电路中的其他元件。

最后是人类的危害。

共振状态下，振动幅度非常大，可能会导致人体产生不适或甚至危及人体健康。

例如，音频设备和机械设备的共振可能会产生噪声，对人体的听觉系统造成损害或不适；地震等自然灾害可能会产生共振波，对人体内部器官和身体产生振动，也可能会危及人员的安全。

因此，共振在诸多工程和科技领域中都是一个非常重要的问题，需要预先进行分析和设计控制。

在结构工程中，可以采取改变结构的自然频率，或通过隔振和减震措施来控制共振的危害。

在机械工程、电子工程等领域中，也需要进行相关设计和控制措施。

对于外部干扰的预防和控制，更是必不可少的措施。

总之，共振是一种有害的物理现象，需要进行科学的预测和控制。

只有这样，在工程、科技领域中才能更好地保证人类的安全和资产的安全。

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。

共振注意事项共振是一种物理现象，它指的是一个物体受到外力作用后，与其自身固有频率非常接近的频率发生共振。

当共振发生时，物体会表现出振幅增大的现象，这通常导致物体发生破坏或变形。

因此，在实际应用中，需要注意以下几个方面的问题。

首先，共振的产生需要外力和物体自身固有频率之间的严格匹配。

如果外力的频率与物体的自然频率非常接近，共振现象就会发生。

因此，在设计、制造或使用物体时，需要很好地了解物体的固有频率，并避免在与该频率接近的频率范围内施加外力。

其次，共振可以导致物体振幅迅速增大，这可能导致物体的损坏或变形。

因此，需要注意控制振幅。

例如，在桥梁设计中，如果风力的频率接近桥梁的固有频率，桥梁就容易发生共振，振幅会随着时间的推移而增大。

为了避免这种情况，可以在桥梁结构中设置阻尼装置，通过消耗振动能量来减小振幅。

此外，共振还可以在机械系统和电子系统中发生。

在机械系统中，共振通常是由于结构的刚度和质量不匹配导致的。

所以，在设计机械结构时，需要避免刚度和质量不匹配的情况，以减小共振的风险。

在电子系统中，共振通常是由于电容和电感的组合导致的。

因此，在电路设计中，需要避免电容和电感之间频率的匹配，以避免共振现象的发生。

此外，共振还可能导致能量的损失和噪音的增加。

当系统发生共振时，能量会以振动的形式传递，可能损耗在系统的不同部分，这会导致能量的浪费。

另外，共振还可能导致噪音的增加。

当物体的振幅增大时，它会产生更大的声音，并可能产生共振共鸣效应，导致噪音的进一步放大。

因此，为了减小能量损失和噪音的增加，需要对系统进行精确的设计和调整。

最后，共振还可能在自然界中发生，并对生物系统产生影响。

例如，在微生物领域中，共振现象可以导致细菌或其他微生物的生长周期受到外界振动的影响。

另外，在声学领域中，声音的共振效应可以在听觉系统中感知，并产生不同的声音效果。

这些共振效应对于理解和研究生物系统有着重要的意义。

综上所述，共振现象在物理、机械、电子和生物学等领域都非常常见。