共振現(xiàn)象及其應(yīng)用

1、12目錄目錄共振的現(xiàn)象共振的現(xiàn)象共振的條件共振的條件共振的利用共振的利用共振的防止共振的防止共振的危害共振的危害3 唐朝洛陽有個和尚喜歡彈撥樂器磬.奇怪的是，靜靜的磬經(jīng)常自鳴自響，無緣無故地發(fā)出嗡嗡的聲音.磬無故而鳴，使和尚大為驚奇，漸漸由驚而疑，由疑而怯，以為是妖孽作怪，結(jié)果憂慮成疾，病倒在床.一天，和尚向前來探望他的朋友訴說了內(nèi)心的憂慮.正在說話時，寺院里的鐘聲響了，說來奇怪，磬也發(fā)出了嗡嗡的響聲.和尚的朋友明白了原由，悄悄用鋼銼在磬上銼了幾處. 從此之后，磬再也不會無故發(fā)聲了. 和尚以為妖怪已被趕走，心事頓消，病也不治而愈.u 和尚的心病共振的現(xiàn)象共振的現(xiàn)象4共振的現(xiàn)象共振的現(xiàn)象 磬為什

2、么會不敲自鳴呢？這是共振 引起的一種現(xiàn)象. 當一物體的振動頻率與另一物體的固有頻率一致時，前者的振動能引發(fā)后者的振動. 磬的頻率偶然地和鐘的頻率一樣，因此每當鐘響時,磬也因共振而發(fā)出嗡嗡之聲.u 磬自鳴原因u 共振概念共振現(xiàn)象是指一個物理系統(tǒng)在其自然的振動頻率下趨于從周圍環(huán)境吸收更多能量的趨勢。共振在聲學(xué)中亦稱“共鳴”，在電學(xué)中，振蕩電路的共振現(xiàn)象稱為“諧振”。一般來說一個系統(tǒng)（不管是力學(xué)的、聲響的還是電子的）有多個共振頻率，在這些頻率上振動比較容易，在其它頻率上振動比較困難。假如引起振動的頻率比較復(fù)雜的話（比如是一個沖擊或者是一個寬頻振動）一個系統(tǒng)一般會“挑出”其共振頻率隨此頻率振動，事實上

3、一個系統(tǒng)會將其它頻率過濾掉。5共振的條件共振的條件 系統(tǒng)在周期性外力(強迫力)作用下發(fā)生受迫振動.在受迫振動時，如果外力的頻率跟系統(tǒng)的固有振動頻率接近或相等時，受迫振動達極大值，這種現(xiàn)象叫做共振.u 條件u 分類分類A 振幅共振無阻尼小阻尼大阻尼A0受迫振動位移振幅達極大值.條件：06受迫振動速度振幅達極大值.無阻尼小阻尼大阻尼v0B 速度共振條件：0共振的條件共振的條件7 周期性的驅(qū)動力跟振動“合拍”時，每次驅(qū)動力都跟物體的速度方向一致，驅(qū)動力做的都是正功，故振幅越來越大，能量也越來越大.當驅(qū)動力不與振動“合拍”時，它做的一部分是負功，振動系統(tǒng)所得能量要少，引不起共振.共振的條件共振的條件u

4、 原因原因物體的振幅與驅(qū)動力的關(guān)系圖如下：8共振的危害共振的危害橋梁倒塌雪 崩機器損壞翻 船共振危害案例 9共振的危害共振的危害Tacoma大橋倒塌時美國Tacoma大橋倒塌前每年肆虐于沿海各地的熱帶風暴，也是借助于共振為虎作倀，才會使得房屋和農(nóng)作物飽受摧殘。因為風除了產(chǎn)生沿著風向的一個風向力外，還會對風區(qū)的構(gòu)筑物產(chǎn)生一個橫力，而且風在表面的漩渦在一定條件下產(chǎn)生脫落，從而對構(gòu)筑物產(chǎn)生一個震動。要是風的橫力產(chǎn)生的震動頻率和構(gòu)筑物的固定頻率相同或者相近時，就會產(chǎn)生風荷載共振.1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋因大風引起的共振而塌毀，盡管當時的風速還不到設(shè)計風速限值的1/3，可是因為這座大橋

5、的實際的抗共振強度沒有過關(guān)，所以導(dǎo)致事故的發(fā)生。橋梁倒塌10共振的危害共振的危害 在冰山雪峰間，動物的吼叫聲引起空氣的振動,當頻率等于雪層中某一部分的固有振動頻率時,會發(fā)生共振,形成雪崩,因此,登山隊員嚴禁高聲說話.雪 崩11共振的危害共振的危害 輪船在航行時，會受到周期性的波浪沖擊而左右搖擺.如果波浪沖擊力的頻率與輪船的固有頻率相同，就會發(fā)生共振，擺幅增大，甚至可以使船傾覆. 這時可以改變船的航向和速度，使波浪沖擊的頻率遠離船的固有頻率.翻 船12機器損壞 機器在工作時由于零部件的運動，也會產(chǎn)生周期性的策動力，使機器因共振而受到順壞。為了避免共振，設(shè)計時要注意機器的轉(zhuǎn)速使機器的固有頻率不與策

6、動力的頻率接近。 機床運轉(zhuǎn)時，運動部分總會有某種不對稱性，從而對機床的其他部件施加周期性作用力引起這些部件的受迫振動，當這種作用力的頻率與機床的固有頻率接近或相等時，會發(fā)生共振，從而影響加工精度，加大機械鋼鐵的疲勞破壞，加大機械的損害力度。共振的危害共振的危害13共振的利用共振的利用樂器的共鳴箱電磁共振共振法打樁共振利用案例 共振武器14樂器的共鳴箱 鋼琴提琴二胡等樂器的木制琴身,就是利用了共振現(xiàn)象使其成為一共鳴箱(盒),將優(yōu)美悅耳的音樂發(fā)送出去,以提高音響效果.共振的利用共振的利用15電磁共振共振的利用共振的利用 電磁共振在生活與生產(chǎn)中都有很多的應(yīng)用，特別是在無線電技術(shù)中. 收音機的調(diào)諧裝置

7、就是利用了電磁共振現(xiàn)象，以接受某一頻率的電臺廣播.電電臺通過天線發(fā)射出短波臺通過天線發(fā)射出短波/ /長波信號，收音長波信號，收音機通過將天線頻率調(diào)至和電臺電波信號相機通過將天線頻率調(diào)至和電臺電波信號相同頻率來引起共振，將電臺信號放大，再同頻率來引起共振，將電臺信號放大，再經(jīng)過過濾后傳至喇叭發(fā)聲。經(jīng)過過濾后傳至喇叭發(fā)聲。16 在修建橋梁時需要把管柱插入江底作為基礎(chǔ),如果使打樁機打擊管柱的頻率跟管柱的固有頻率一致,管柱就會發(fā)生共振而激烈振動,使周圍的泥沙松動,管柱就較容易克服泥沙的阻力,下插到江底. 在建筑工地，建筑工人在澆灌混凝土的墻壁在建筑工地，建筑工人在澆灌混凝土的墻壁或地板時，為了提高質(zhì)量

8、，總是一面灌混凝土，或地板時，為了提高質(zhì)量，總是一面灌混凝土，一面用振蕩器進行震蕩，使混凝土之間由于振蕩一面用振蕩器進行震蕩，使混凝土之間由于振蕩的作用而變得更緊密、更結(jié)實。的作用而變得更緊密、更結(jié)實。 共振法打樁共振的利用共振的利用17共振的利用共振的利用共振武器 國外正在研制一種武器,它不用子彈、炮彈,也不用激光, 而是以聲波作“子彈”來殺傷敵人,這就是次聲武器.當次聲武器發(fā)出的次聲波頻率同人體當次聲武器發(fā)出的次聲波頻率同人體肌肉、內(nèi)臟器官的固有振蕩頻率吻合肌肉、內(nèi)臟器官的固有振蕩頻率吻合時時, ,能引起肌肉及內(nèi)臟器官的共振能引起肌肉及內(nèi)臟器官的共振, ,使使人的五臟六腑破裂人的五臟六腑破

9、裂, ,導(dǎo)致死亡導(dǎo)致死亡. .18共振的防止共振的防止基本方法：基本方法：u破壞外力的周期性破壞外力的周期性u改變物體的固有頻率改變物體的固有頻率u改變外力的頻率改變外力的頻率u增大系統(tǒng)的阻尼增大系統(tǒng)的阻尼19共振的防止共振的防止汽車減振裝置汽車減振裝置 汽車減振裝置有三級濾波：最下有三級濾波：最下面是由輪軸和輪胎組成的面是由輪軸和輪胎組成的“彈簧彈簧- -質(zhì)質(zhì)量量”系統(tǒng)；車身和底座彈簧構(gòu)成第二系統(tǒng)；車身和底座彈簧構(gòu)成第二級；乘客和座位彈簧構(gòu)成第三級。當級；乘客和座位彈簧構(gòu)成第三級。當質(zhì)量較大而彈簧的勁度系數(shù)相對來說質(zhì)量較大而彈簧的勁度系數(shù)相對來說比較小時，各級振動系統(tǒng)的固有頻率比較小時，各級振動系統(tǒng)的固有頻率足夠低，就可以形成一個低通過濾器，足夠低，就可以形成一個低通過濾器，把大部分有害的高頻振動濾掉。把大部分有害的高頻振動濾掉。車 身輪軸輪軸座位輪胎底座彈簧座椅彈簧路面20共振的防止共振的防止隔音裝置隔音裝置 播音室對隔音要求很高，常用加厚地板、墻壁的辦法，使它的固有頻率和聲音的頻率相差很多，從而使聲音的振動不會引起墻壁和地板的共振.21共振的防止共振的防止增加固有頻率增加固有頻率 電動機要安裝在水泥澆注的地基上，與大地牢牢相連，或要安裝在很重的底盤上，為的