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共振物理学
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谐振()
它是物理学中出现频率非常高的技术术语。 是指物理系统在特定频率下振动幅度比其他频率更大的情况; 这些特定频率称为共振频率。 在共振频率下,小的周期性振动可以产生大的振动共振现象,因为系统储存了动能。 当电阻较小时,谐振频率约等于系统的固有频率或固有频率,即自由振荡的频率。 自然界中有很多地方会发生共振。 人类还利用或试图避免技术中的共振现象。 共振的一些例子包括:乐器的声学共振、太阳系中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。
是不是很难理解? 我们举个例子(这个例子来自英文wiki)
我们都知道固体声音的基本原理是周期性运动,带动空气发声。 例如物理资源网,一根弦来回振动以产生声音。
我们检查一些宏观物体,例如秋千。 假设一个人在摇摆,另一个人在推动。 推的人每次秋千到达最高点时只需用一点力,就能把秋千荡得很高。 我们说这会产生周期性振荡(频率约为 0.5 Hz)。
但如果推手乱推,试图打破摆动的固有频率共振现象,结果就会失去力气,却无法摆动。
这个事实告诉我们一个道理:只要周期性地施加一点力,就能保持较大的振动幅度。 前提是施加力的频率必须符合系统原始振动频率。
为什么? 因为这个系统中存在着两种能量的周期性变换:引力势能和动能的不断变换使这个系统保持着很高的能量值。 输入能量(推力)被很好地存储在该系统中。
这就是共振的基本原理:当外部输入的频率与系统本身的振动频率相匹配时,系统就能很好地储存能量并保持较大的振幅。
再举个更极端的例子,如果你想通过跑步产生“振动”,那么你就得在三米的距离内反复跑步,这样也能产生振动。 问题是:它会让你疲倦。
这两种情况有什么区别? 第二个系统的损耗太大,能量损失巨大。 为了产生周期性振动,第二个系统消耗的能量比第一个系统多数百倍。