共振

一个人在混凝土上使用电钻。”width=
一个振动的物体往往以一个特定的频率振动,这个频率被称为物体的共振频率。BirdofPrey / Getty Images

一个可以自由振动的物体往往会以一个特定的频率振动,这个频率被称为物体的自然频率或共振频率。(这个频率取决于物体的大小、形状和组成。)当这种物体受到频率等于或非常接近其固有频率的振动或规则脉冲时,它会强烈振动。这种现象被称为共振。通过共振,一个物体的微弱振动可以引起另一个物体的强烈振动。类似地,共振一词也用来描述振荡电流被特定频率的电信号加强的现象。

共振的一个例子是,在同一所房子的另一部分的一件家具中,电机引起振动。这些振动的发生是因为家具的固有频率等于电机设置的振动频率。据说这家具和马达有共鸣。共振也可以在汽车中观察到,例如,当汽车以一定速度行驶时,某个部件的烟灰缸会振动。烟灰缸在这种速度下与发动机的振动产生共振。

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机械共振可以产生强烈的振动,足以摧毁发生振动的物体。例如,士兵在桥上行进时,可以在桥的固有频率上产生极端的振动,并将桥震开。由于这个原因,士兵们停下脚步过桥。1940年,华盛顿州塔科马市普吉特海峡的阵风导致一座悬索桥以其固有频率振动,桥梁倒塌。

在音乐中,共振被用来增加声音的强度(响度)。例如,风琴管末端产生的相对较弱的振动会使管道中的空气柱共振振动,从而大大增加声音的响度。这个原理也适用于人类的声音,在人类的声音中,声带的振动是通过口腔和鼻腔的共振振动来加强的。

电共振用于调谐收音机和电视机。调谐包括建立一个电路,其谐振频率等于所期望电台的指定频率。

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