共振的威力


共振的威力

  • 共振的定義是兩個振動頻率相同的物體,當一個發生振動時,引起另一個物體振動的現象

  •  共振在樂理中亦稱「共鳴」,它指的是物體因共振而發聲的現象。

  • 例如:盪鞦韆如何能夠盪得高,盪得久,盪得好,盪得巧?大家都知道需要配合鞦韆擺盪的韻律性再施以輕推之力就可以產生極大的擺盪振幅。這就與共振的原理相似。

  • 美國著名發明家特士拉用一個實驗讓大家見證共振的威力:他來到華爾街,爬上一座尚未完工的大樓,掏出一件小物品,把它夾在其中一根鋼樑上,然後按動上面的 一個小鈕。數分鐘後,可以感覺到這根鋼樑在顫抖。慢慢地,顫抖的強度開始增加,延伸到整座大樓。最後,整個鋼骨結構開始吱吱嘎嘎地發出響聲,並且搖擺晃動 起來。驚恐萬狀的鋼架工人以為大樓要倒了,紛紛逃到地面。特士拉的「小物品」便是一個共振器。如果他把這個共振器再開上那麼十來分鐘,這座建築物准會轟然 倒地。(當然特士拉並沒有完成這種蠢事)

  • 18世紀中葉,法國昂熱市一座102米長的大橋上有一隊士兵經過。當他們在指揮官的口令下邁著整齊的步伐過橋時,橋樑突然斷裂,造成226名官兵和行人喪生。究其原因是共振造成的。因為大隊士兵邁正步走的頻率正好與大橋的固有頻率一致,使橋的振動加強,當它的振幅達到最大以至超過橋樑的抗壓力時,橋就斷了。所以,現代阿兵哥班長,都要懂得這個科學常識:帶兵過橋時,千萬不可齊步走

  • 共振的有名例子也發生在中國:唐朝開元年間,洛陽有一個姓劉的和尚,他的房間內掛著一個磬(一種樂器)。有一天,劉和尚沒有敲磬,磬卻自動響起來了。這使他嚇出一身病來。他的一位好朋友曹紹夔是宮廷的樂師,精通音律(即樂理),前來探望劉和尚。經過一番觀察,他發現每當寺院裏的鍾響起來時,和尚房裏的磬也跟著響了。是曹紹夔拿出鐵銼來把磬磨去幾處,從此以後就不再自鳴了。他告訴劉和尚,這磬的音律(即現在所謂的固有頻率)和寺院的鍾的音律一致,敲鐘時由於共振,磬也就響了。將磬磨去幾處就是改變它的音律,這樣就不會引起共鳴。和尚恍然大悟,病也隨之痊癒了。

  • 早在戰國初期,當時的人就發明了各種各樣的共鳴器,用來偵探敵情。例如在城牆下每隔一定距離挖一深坑,坑裏埋一隻容量有大陶甕,甕口蒙上皮革,這樣,實際 上就做成了一個共鳴器。讓聽覺聰敏的人伏在這個共鳴器上聽動靜,遇有敵人挖地道攻城的響聲,不僅可以發覺,而且根據各甕甕聲的響度差可以識別來敵的方向和 遠近。

  • 我國古時還發明出了另一種更加輕巧、簡便、實用的共鳴器。如唐代的軍隊中就有一種用皮革製成的叫做“空胡鹿”的隨軍枕,讓聽覺靈敏和睡覺警醒的戰士在宿營 時使用,「凡人馬行在三十裏外,東西南北皆響聞」。當聲音通過地面傳播到枕頭時,產生交混迴響,於是就能知道敵人的多寡遠近。值得一提的是,這種用竹筒聽 地聲的方法正是現代醫用聽診器的起源。

  • 登山運動員登山時嚴禁大聲喊叫。因為喊叫聲中某一頻率若正好與山上積雪的固有頻率相吻合,就會因共振引起雪崩,後果十分嚴重。

引用 : chc.k12.edu.tw/1003015434/sciclass/back/011.htm

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