共振的运用与危害
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在冰山雪峰间,动物的吼叫声引起空气的振动,当频率等于雪层中某一部分的固有振动频率时,会发生共
振,形成雪崩,因此,登山队员严禁高声说话.
共振法打桩
在修建桥梁时需要把管柱插入江底作为基础,如果使打桩机打击管柱的频率跟管柱的固有频率一致,管柱就
会发生共振而激烈振动,使周围的泥沙松动,管柱就较容易克服泥沙的阻力,下插到江底.1831年,一对骑兵队列通过英国曼切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,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,导致死亡惨重。
过了半个多世纪,1906年,俄国首都彼得格勒有一支全副武装的沙皇军队,步伐整齐地通过爱记华特大桥。
突然间桥身剧烈震动起来,然后伴随着一声巨响,大桥断裂崩塌了,士兵纷纷落水,当时的情景狼狈不堪。
两件事发生的方式大同小异,人们对此觉得非常震惊,并随即对此进行了调查。
由于他们起步前进,整齐的步伐产生的周期频率碰巧接近桥的固有频率,激起了桥的共振,结果造成了桥断人亡的悲剧。
另外还有一些共振危害的例子:持续发出的某种频率的声音会是玻璃杯震碎;高山上的一声大喊可引起山顶积雪的共振造成雪崩;行驶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······共振给人们带来意想不到的灾难,那么,人们能不能消除这些灾难呢?为此,人们经过实践,总
结出许多消除共振的办法。
据史籍记载,我国晋代就有人对共振现象作出了正确的解释,并已经能够完全认识到,防止共振的最好的方法是改变物体的固有频率,使之与外来作用力的频率相差越大越好。
到了今天,人类对付共振危害的方法更是多种多样和更加先进。
例如:人们在电影院、播音室等对隔音要求很高的地方,常常采用加装一些海绵、塑料泡沫或布帘的办法,使声音的频率在碰到这些柔软的物体时,不能与它们产生共振,而是被它们吸收掉。
又如电动机要安装在水泥浇注的地基上,与大地牢牢相连,或要安装在很重的底盘上,为的是使基础部分的固有频率增加,以增大与电机的振动频率(驱动力频率)之差来防止基础的振动。
大街上的行人、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。
于是人们发明了一种消声器,它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消声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,相当一部分噪声能在共振时被”吞吃”掉,而且还能够转变为热能来进行使用。
虽然人类现在并不能将共振所带来的危害全部消除,但我们可以努力将它降到最低,期待这一天早些到来。
共振在医学上也有应用。
专家研究认为,音乐的频率,节奏和有规律的声波振动,是一种物理能量,而适度的物理能量会引起人体组织细胞发生和谐共振现象,这种声波引起的共振现象,会直接影响人们的脑电波,心率,呼吸节奏等,使细胞体产生轻度共振,使人有一种舒适、安逸感。
人们还发现,当人处在优美悦耳的音乐环境中,可以改善精神系统,心血管系统,内分泌系统和消化系统的功能,促使人体分泌一种有利健康的活性物质,提高大脑皮层的兴奋性,振奋人的精神,让人们的心灵得到了陶冶和升华。
所以,人们已经开始运用音乐产生的共振,来缓解人们由于各种因素造成的紧张,焦虑,忧郁等不良心理状态,而且还能用于治疗人的一些心理和生理上的疾病。
就医学影像学来说,核磁共振 (MRI) 是继 CT 后的又一重大进步。
将人体置于特
殊的磁场中,用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核,引起氢原子核共振,并吸收能量。
在停止射频脉冲后,氢原子核按特定频率发出射电信号,并将吸收的能量释放出来,被体外的接受器收录,经电子计算机处理获得图像,这就叫做核磁共振成像。
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。
虽然人类现在并不能将共振所带来的危害全部消除,但我们可以努力将它降到最低。
只有扬长避短,才能使科技得到发展,从而改善我们的生活。