共振的应用及其危害

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1、共振的应用及其危害作者姓名：李津宁（专业班级：应用物理学1403班，学号：1409030309）摘要：共振在物理领域及生活领域都有着极其重要的作用，在人们应用着共振带给我们的便利的同时，还在经受着共振带给我们的危害，本文主要介绍了共振的应用及共振对我们的危害，使我们更加清楚的认识到共振。关键词：共振现象原理应用危害引言共振现象在自然界中，非常普遍地存在着，任何物体产生振动后，由于其本身的构成、大小、形状等物理特性，原先以多种频率开始的振动，渐渐会固定在某一频率上振动，这个频率叫做该物体的“固有频率”，因为它与该物体的物理特性有关。当人们从外界再给这个物体加上一个振动(称为策动)时，如果

2、策动力的频率与该物体的固有频率正好相同，物体振动的振幅达到最大，这种现象叫做“共振现象”。1共振的应用1.1自然界中的共振共振在声学中亦称“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，振荡电路的共振现象称为“谐振”。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。我们都知道，宇宙是在一次剧烈的大爆炸后产生的。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起点时，里面就开始产生了振荡。最初的时候，这种荡振是非常微弱的。渐渐地，振荡的频率越来越高、越来越强，

3、并引起了共振。最后，在共振和膨胀的共同作用下，导致了一阵惊天动地的轰然巨响，宇宙在瞬间急剧膨胀、扩张，然后，就产生了日月星辰。微观物质世界的产生，也与共振有着密不可分的干系。宇宙诞生初期的化学元素，也可以说是通过共振合成和产生的。人及其它的生物也是宇宙间的物质，当然共振也是普遍存在于这些生命中了。人除了呼吸、心跳、血液循环等都有其固有频率外，人的大脑进行思维活动时产生的脑电波也会发生共振现象。类似的共振现象在其它动物身上也同样普遍地存在着。1.2生活中共振1.2.1微波炉在家里微波炉非常常见，我们总是用微博炉来加热食物这是因为食物中水分子的振动频率与微波大致相同，微波炉加热食品时，炉内

4、产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为热能，从而使食物的温度迅速升高。但是否大家想过，在微波炉旁边的人身体里也有水分，为什么人不会被“加热”呢？这是因为微波炉外面都有一层金属网，微波不能穿透金属，还会在金属上发生反射，所有我们人不会被加热。1.2.2收音机收音机也是原来我们常用的家用电器它的原理看是电台通过天线发射出短波/长波信号，收音机通过将天线频率调至和电台电波信号相同频率来引起共振，将电台信号放大，再经过过滤后传至喇叭发声。1.2.3搅拌混凝土在建筑工地，建筑工人在浇灌混凝土的墙壁或地板时，为了提高质量，总是一面灌混凝土，一面用振荡器进行震

5、荡，使混凝土之间由于振荡的作用而变得更紧密、更结实。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。1.3医学中的应用1.3.1缓解人的心情专家研究认为，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

6、。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。1.3.2核磁共振技术核磁共振（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。1.3军事上应用1.3.1次声波武器次声波武器，是指能发射20赫兹以下的次声波的大功率武器装置。声波是机械纵波，它可以在固体、液体和气体中传播。人们日

7、常可以听到的声音是20－20000Hz频率范围内的声波。低于20Hz的就是次声波。次声波之所以会被用作军事武器，在于次声波和人体器官固有频率相近，于是会产生共振。次声波与人体器官的共振，会导致器官变形、移位、甚至破裂，从而达到杀伤目的。次声能武器属于尖端武器，杀伤力非常大。2共振的危害2.1桥梁崩塌1940年，美国的全长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