生活中的共振现象

从理论上来说，机械系统所受驱动力的频率与该系统的固有频率相接近时，系统振幅显著增大的现象叫作共振。

历史上曾经发生过这样几起奇怪的事件。1890年，一艘远洋巨轮正在海上航行，船长命令舵手改变前进的速度，突然轮船剧烈颠簸起来，而且愈颠愈烈，最终酿成事故沉入海底。1906年的一天，一队俄国骑兵策马奔驰在彼得堡封塔克河上的爱纪毕特桥上，可是很不幸，当骑兵们刚到桥中心时，大桥突然断裂，顿时人仰马翻，纷纷坠落河中。事后调查表明，大桥是足够坚固的。1940年，美国的一座跨越科马海峡的大桥，在交付使用四个月之时，在一场时速67千米的大风作用下垮掉了!这一起起的惨案的发生，到底是什么原因呢?任何一个物体，它都有一个固有振动频率，如果加上一个频率与其固有频率相同的策动力，系统就会处于共振状态，产生振幅最大的振动现象。海上远洋巨轮之所以剧烈颠簸，是因为受到风浪的周期性的策动力，而这一策动力的频率恰好接近巨轮的固有频率，造成巨轮产生共振，发生不幸。骑兵过桥时，给桥加上了一个周期性的策动力，马蹄的节奏就是策动力的频率，当这一策动力的频率接近桥的固有频率时，桥就发生共振，造成事故。有些国家还作出规定，军队过桥一律使用便步。当风的策动力等于桥的固有频率时，同样可使桥发生共振，造成灾难。火车过铁桥时，车轮和铁轨衔接处的撞击，也会产生周期性变化的作用力，如果这种作用力的频率和铁桥的固有频率相等或接近时，桥就会发生共振，所以，火车过桥一定要减速行驶。

声音的共振现象就叫共鸣。例如，甘肃省敦煌城旁就有一座沙丘叫鸣沙山，就是因沙子会发生共鸣声而得名。造成这种现象的原因是沙丘表面的沙粒倾泻的时候，沙层之间摩擦产生的声音频率同沙丘里的固有频率相同，引起了沙丘的共鸣。暖水瓶里灌开水时，就会发生共鸣现象。此外，洗衣机的脱水桶快要停止时，洗衣机就会发生共振现象。

共振有它造成危害的一面，也有它极为有益的一面。我们之所以能欣赏优美动听的音乐，靠的就是共鸣。例如，吉他的大空箱并不是装饰品，而是一个共鸣箱，几乎所有的管弦乐器都有一个共鸣箱。共振在电磁现象中是极为常见的，例如收音机和电视机中，以及所有的无线电接收机中就一个LC振荡电路，调节这个电路的固有频率，使它与所需要的电波信号发生共振，就能接收到需要的电磁信号了。收音机上的调节旋钮就是用来调节LC电路的固有频率的。不仅在宏观现象中存在共振，在基本粒子世界中也有共振现象。