大物论文

共振的应用与危害

摘要：

共振是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语。共振在声学中亦称“共鸣”。在电学中，振荡电路的共振现象称为“谐振”。共振不仅在物理学上运用频率非常高，而且，共振现象也可以说是一种宇宙间最普遍和最频繁的自然现象之一，所以在某种程度上甚至可以这么说，是共振产生了宇宙和世间万物，没有共振就没有世界。

关键词：

共振、应用、危害。

1、引言

共振是指物理系统在特定频率下，以最大振幅做振动的情形；此特定频率称之为共振频率。当阻尼很小时，共振频率大约与系统自然频率或称固有频率相等，后者是自由振荡时的频率。古希腊学者阿基米德曾豪情万丈地宣称：给我一个支点，我能撬动地球。而现代的美国发明家特士拉更是牛气，他说：用一件共振器，我就能把地球一裂为二！共振在各个方面的应用非常广泛，当然它的危害也很多。2、共振的好处及应用

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。共振不仅创造出了宏观的宇宙，而且，微观物质世界的产生，也与共振有着密不可分的干系。从电磁波谱看，微观世界中的原子核、电子、光子等物质运动的能量都是以波动的形式传递的。因为宇宙中这些粒子的生成与共振有着如此

密切的关系，所以粒子物理学家经常把粒子称为“共振体”。

俗话说万物生长靠太阳，其实也可以这么说：万物生长靠共振。因为我们所熟知的植物的光合作用，亦是叶绿素与某些可见光共振，才能吸收阳光，产生氧气与养分。所以没有共振，植物便不能生长，人类和许多动物也就因此会失去了食物的来源。也就是说，没有共振，地球上的生命便不能长期存在。

中国人对于共振的运用，可追溯到很久远的年代。如唐代军队中就有一种用皮革制成的叫做“空胡鹿”的随军枕，让听觉灵敏和睡觉警醒的战士在宿营时使用，“凡人马行在三十里外，东西南北皆响闻”。

到了现代，共振在我们的社会和生活中“震荡”得更为频繁和紧密了。

我们在建筑工地经常可以看到，建筑工人在浇灌混凝土的墙壁或地板时，为了提高质量，总是一面灌混凝土，一面用振荡器进行震荡，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。

进入20世纪以后，微波技术的发展使我们进入了一个更加神奇的领域。微波技术不仅广泛应用在电视、广播和通讯等方面，而且“登堂入室”。如微波炉便是家庭应用共振技术的一个最好体现。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。

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，会直接影响人们的脑电波、心率、呼吸节奏等。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。所以，人们已经开始运用音乐治疗一些心理和生理上的疾病。

总而言之，共振技术普遍应用于机械、化学、力学、电磁学、光学及分子、原子物理学、工程技术等几乎所有的科技领域。可以预见，今后共振将会对我们社会产生更加巨大的“震荡”。

3、共振的危害

一般来说一个系统有多个共振频率，在这些频率上振动比较容易，在其它频率上振动比较困难。假如引起振动的频率比较复杂的话一个系统一般会“挑出”其共振频率随此频率振动，事实上一个系统会将其它频率过滤掉。

在机械系统中，当震动的自然频率和强迫振荡的频率相吻合，就会有共振的发生。此时能量传送是以最为容易的方式传送到机械系统中。在工程学中，机械共振是工程师必须考虑的问题，因为巨大的振幅能建立和摧毁整个结构。例如通过风洞试验，工程师确保飞机在整个飞行过程中所产生的力不能和其自然频率相同，否则共振就会产生导致破坏。

对于桥梁来说，不光是大队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，也是由于共振在其中发挥了很大的“推波助澜”的作用。因为共振在这个海湾“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。

给人类带来重大伤亡和财产损失的地震，也与共振有关，当地壳里的某一板块发生断裂时，产生的波动频率传到地面上，与建筑物产生强烈的共振，于是，就造成了屋毁人亡的惨剧。

实际上，共振的危害程度和范围还无远远不止于此。持续发出的某种频率的声音会使玻璃杯破碎。机器的运转可以因共振而损坏机座。高山上的一声大喊，可引起山顶的积雪的共振，顷刻之间造成一场大雪崩。行驶着的汽车，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……

人们在生活和生产中会接触到各种振动源，这些振动都可能会对人体产生危害。因此，跟振动源十分接近的操作人员，如拖拉机驾驶员，风镐、风铲、电锯、镏钉机的操作工，在工作时应尽量避免这些振动源的频率与人体有关部位的固有频率产生共振。并且，为了保障工人的安全与健康，有关部门己作出了相应规定，要求用手工操作的

各类振动机械的频率必须大于20赫兹。

对人危害程度尤为厉害的是次声波所产生的共振。次声波是一种每秒钟振动很少、我们耳朵听不到的声波，自然界的很多现象都能产生次声波。目前已研制出次声波枪和次声波炸弹。它们利用频率为16赫兹左右的次声波，与人体内的某些器官发生共振，使受振者的器官发生变形、位移或出血。

4、结论

共振是大自然中一个很普遍的现象，共振的好处与危害也显而易见。我相信只要我们合理利用共振，尽量避免共振产生的危害我们就可以从共振中得到更多的好处。