有趣共振现象

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1、有趣的共振现象俄罗斯横跨伏尔加河伏尔加格勒市的大桥全长154米，2010年5月22日，大桥路面突然开始蠕动，类似于波浪形，并发出震耳欲聋的声音，正在大桥上行驶的车辆在滚动中跳动。俄罗斯著名桥梁专家阿纳托利表示，大桥发生共振现象可能是因风引起的波动和负载频率相接近。当天伏尔加格勒多云，强风，由于154米大桥全部由长板金属制成，金属结构并不变形。1831年，一支高歌凯旋的骑兵队雄赳赳、气昂昂地通过英国曼彻斯特附近的一座吊桥。洪亮而由节奏的“嗒、嗒、嗒”的马蹄声充分展示了队伍的雄风。然而，随着一声巨响，大桥突然倒塌，人马纷纷坠入河中，死伤惨重

2、。1906年的某一天，俄国首都彼得格勒有一支全副武装的沙皇军队正步伐整齐、不可一世地通过坚固无比，纵然跑过千军万马也难以撼动的爱妃华特大桥。可就在指挥官正洋洋得意地指挥军队前进时，突然桥身剧烈振动起来。然后伴着一声巨大的断裂声，大桥崩塌了。顿时，军官、士兵、辎重、马匹纷纷落水，马嘶人叫，狼狈不堪。以上两起事故均由共振现象所引起。共振，振动体在周期性变化的外力作用下，当外力的频率与振动体固有频率相等或相近时，振动的幅度就急剧增大。共振所造成的危害超出人类的想象，鉴于这些由共振所造成的危害，振动监测器的问世成为必然。对于桥梁来说，不光是大队

3、人马厚重整齐的脚步能使之断裂，那些看似无物的风儿同样也能对之造成威胁。1940年，美国全长860米的塔柯姆大桥因大风引起的共振而塌毁，尽管当时的风速还不到设计风速限值的1/3，可是因为这座大桥的实际的抗共振强度没有过关，所以导致事故的发生。每年肆虐于沿海各地的热带风暴，也是借助于共振为虎作伥，才会使得房屋和农作物饱受摧残。近几十年来，美国及欧洲等国家和地区还发生了许多起高楼因大风造成的共振而剧烈摇摆的事件。也是由于共振的力量，巨大的冰川能被“温柔”的海洋波涛给拍裂开。甚至于美国阿拉斯加李杜牙湾经常出现的高达上百米的巨浪，也是由于共振在“

4、推波助澜”。因为共振在这个海湾的“作威作福”实在是太厉害了，所以许多航海人对这个海湾都是“敬”而远之。振动监测器，就是监测物体振动幅度的仪器。振动监测器的设计原理是：振动监测器内部的传感器将钢铁、切割混凝土或合成金属外壳等材料的结构振动所产生的变化转换为电信号，而振动监测器的数字处理功能对此信号进行分析并将它们与被探测设备的一般频率范围进行比较。如超出正常取值范围，振动监测器会通过继电器触点发出报警，从而防止因共振的发生而造成毁灭性的破坏。振动监测器能通过实时采集三维方向的振动信号（每秒采集一次）与设定的振动幅度进行对比分析，一旦超出则

5、输出开关信号触发其它关联设备的联动。共振并不是总给人类带来危害，也能为人类所用。如弦乐器中的共鸣箱、无线电中的电谐振等，就是使系统固有频率与驱动力的频率相同，发生共振。在建筑工地，建筑工人在浇灌混凝土的墙壁或地板时，总是一面灌混凝土，一面用振荡器进行震荡，那是为了使混凝土之间由于振荡的作用变得更紧密、更结实从而提高质量。此外，粉碎机、测振仪、电振泵、测速仪等，也都是利用共振现象进行工作的。一个人来到华尔街，爬上一座尚未竣工的钢骨结构楼房，从大衣口袋里掏出一件小物品，把它夹在其中一根钢梁上，然后按动上面的一个小钮。数分钟后，可以感觉到这根

6、钢梁在颤抖。慢慢地，颤抖的强度开始增加，延伸到整座楼房。最后，整个钢骨结构开始吱吱嘎嘎地发出响声，并且摇摆晃动起来。惊恐万状的钢架工人以为建筑出现了问题，甚至是闹地震了，于是纷纷慌忙地从高架上逃到地面。眼见事情越闹越大，他觉得这个恶作剧该收场了，于是，把那件小物品收了回来，然后从一个地下通道悄悄地溜开了，留下工地上的那些惊魂甫定、莫名其妙的工人，上面这一段是一本书中有关美国著名发明家特斯拉进行共振器发明的描写，里面所说的“小物品”便是一个共振器。可以预见，若是他把这个小物品再开上那么十来分钟，这座建筑物准会轰然倒地。它是一件共振器，它的

7、威力主要在于它能发出各种频率的波，这些不同频率的波作用于不同的物体，就能够相应地产生出一种共振波，当这种共振波达到一定程度时，就能使物体被摧毁。共振在声学中亦称“共鸣”，它指的是物体因共振而发声的现象，如两个频率相同的音叉靠近，其中一个振动发声时，另一个也会发声。在电学中，振砀电路的共振现象称为“谐振”。产生共振的重要条件之一，就是要有弹性，而且一件物体受外来的频率作用时，它自身的固有频率要与后者的频率相同或基本相近。从总体上来看，宇宙的大多数物质是有弹性的，大到行星小到原子，几乎都能以一个或多个固有频率来振动。宇宙是在一次剧烈的大爆炸

8、后产生的，而促使这次大爆炸产生的根本原因之一，便是共振。当宇宙还处于浑沌的奇点时，里面就开始产生了振砀。最初的时候，这种砀振是非常微弱的。渐渐地，振砀的频率越来越高、越来越强，并引起了共振。最后，在共振和膨