后来经过调查证实 , 原来是共振引发了这次灾难!士兵队伍整齐地前进 , 形成一个统一固定频率 , 如果正好与大桥自身的固有频率相同 , 就会发生共振 , 从而加剧桥梁振动的振幅 , 当振幅达到极限 , 甚至超过桥梁的抗压能力时 , 就会造成桥梁断裂 。 相似的事件曾多次发生 。
后来 , 大家都明白了这个道理 , 当大队人马 , 特别是军队 , 在过桥的时候都改为自然小步走路 。 这种由“共振”引发的事故在我们的生活中还有很多 , 比如站在高山上的一声呐喊 , 可能会引起山顶积雪的共振 , 顷刻之间引起一场雪崩;行驶着的汽车 , 如果轮转周期正好与弹簧的固有节奏同步 , 那么它们所产生的共振就能导致整辆汽车失去控制 , 从而造成车毁人亡的后果 。
共振给我们带来了这么多的灾难 , 那么我们能不能预防它呢?如果可以 , 又应该怎样预防它呢?答案是肯定的 。 我们可以让驱动力的频率与振动物体自身的频率形成差异 , 差异越大越好 , 这样就可以有效地防止共振了 。 例如人们在电影院、播音室等地方 , 常常采用加装一些海绵、塑料泡沫或布帘的办法 , 使声音的频率在碰到这些柔软的物体时 , 不能与它们产生共振 , 相反的而是被它们吸收掉 。 又比如电动机要安装在由水泥浇铸的地基之上 , 与大地紧紧相连 , 或者安装在很重的底盘上 , 使其基础部分的固有频率增加 , 从而让它的固有频率与驱动力频率之间的差异增大 , 有效地防止共振的出现 。
A4.共振可以用在哪些地方?
共振可能会造成雪崩、车祸、桥梁房屋倒塌 。 那么 , 它对我们有这么多危害 , 我们是不是要尽可能地远离它 , 尽量不让它发生呢?其实 , 很多事情都有两面性 , 虽然共振有坏处 , 但是我们也要扬长避短 , 学会运用它的长处 , 使它尽可能多地为我们服务 。 实际上 , 中国人对声音共振的运用 , 可以追溯到很久以前的年代 。 早在战国初期 , 当时的人们就发明了共鸣器 , 用来侦探敌情 。 他们在城墙的根部每隔一定的距离就挖一个比较深的坑 , 然后在坑里埋置一只有七八十升容量的陶瓮 , 而瓮口则蒙上一层皮革 , 远处传来的声音与陶瓮发生共振 , 陶瓮内的空气随即就发出嗡嗡声 , 听觉聪敏的人伏在这个共鸣器上就可以根据嗡嗡声的响度差别来识别来敌的的方向和远近 。 这种方法历来就被广泛地应用在战争之中 , 深受军事家们的青睐 。
【声音的秘密(二)】
到了现代 , 人们对共振的应用就更多更广了 。 比如电台会通过天线发射出波长不同的信号 , 收音机通过将天线的频率调到和电台电波信号相同的频率来引起共振 , 将电台的信号放大 , 以利于接收电台的信号 。 还有好多人都喜欢的乐器吉他内就设置有共鸣箱 , 当我们拨动音弦时 , 共鸣箱就把声音扩大 , 发出悦耳的音乐声 , 这也是共振产生的美妙效果呢 。 还有 , 家家户户都在使用的厨房好帮手——“微波炉”也是利用食物内的水分子和“微波”产生共振 , 来蒸熟食物的 。 微波炉中使用的微波就是频率为2500兆赫兹左右的电磁波 。
A5.为什么海螺里储存有海浪声?
你有没有在海边捡过贝壳呢?有的时候 , 也许我们还会很幸运地捡到个头比较大的海螺 , 当我们把海螺放在耳边仔细听的时候会惊奇地发现:里面有连绵不断的海浪声 。 这是为什么呢?难道海螺里住了一个仙女 , 她在里面唱歌?其实 , 这也是生物学上“共鸣”的现象 。 任何物体都会有自己的固有频率 。 几乎所有容器里的空气(也称空气柱 , 空气柱没有确定的外形 , 它是流动的 , 放在什么容器里它就成什么样子) , 都会同发声物体产生共鸣 。
当我们拿一个发声的物体靠近容器口时 , 如果正好发声物体的频率与容器的固有频率相同时 , 容器内的空气柱就会产生共鸣 , 从而使声音的强度增大 。 我们处于一个遍布声音的世界 , 无时无刻不存在着各种频率的声音:人类和各种动物的声音、风声、水流的声音、机器的轰鸣声、马路上汽车的声音 。 即使万籁俱寂 , 也会有各种微弱的声音 , 只是不容易听见罢了 。 或许就有可以引起空的容器共鸣的声音 。 微弱的声音经过共鸣以后就会被放大 。 原来 , 海螺里的海浪声就是周围的声音在海螺的腔体里产生的共鸣 。
我们在超市也会常常看到人们在购买暖水瓶时 , 会将耳朵放到瓶口仔细听一听 , 看看是否能听到嗡嗡声 , 以此来检验瓶体是否有破损的情况 。 其实这正是声音的共鸣在日常生活中的一种运用 。 如果瓶体有所破损的话 , 瓶内原有空气柱的完整性就会遭到破坏 , 那么 , 共鸣的声音也会有所变化 , 我们就能以此来判断选择了 。 瓶体内的空气柱越短 , 其振动频率就越高 , 引起共鸣声音的频率也就越高 , 因此一个空瓶子发出的嗡嗡声比装上水的瓶子发出的声音要响亮 。
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