摘要：共振在物理領域及生活領域都有著極其重要的作用，在人們應用著共振帶給我們的便利的同時，還在經受著共振帶給我們的危害，本文主要介紹了共振的應用及共振對我們的危害，使我們更加清楚的認識到共振。  

      關鍵詞：共振現(xiàn)象 原理 應用 危害 

 

      引言 共振現(xiàn)象在自然界中，非常普遍地存在著，任何物體產生振動后，由于其本身的構成、大小、形狀等物理特性，原先以多種頻率開始的振動，漸漸會固定在某一頻率上振動，這個頻率叫做該物體的“固有頻率”，因為它與該物體的物理特性有關。當人們從外界再給這個物體加上一個振動( 稱為策動) 時，如果策動力的頻率與該物體的固有頻率正好相同，物體振動的振幅達到最大，這種現(xiàn)象叫做“共振現(xiàn)象”。 

1 共振的應用  

1.1 自然界中的共振 

 

      共振在聲學中亦稱“共鳴”，它指的是物體因共振而發(fā)聲的現(xiàn)象，如兩個頻率相同的音叉靠近，其中一個振動發(fā)聲時，另一個也會發(fā)聲。在電學中，振蕩電路的共振現(xiàn)象稱為“諧振”。從總體上來看，宇宙的大多數(shù)物質是有彈性的，大到行星小到原子，幾乎都能以一個或多個固有頻率來振動。我們都知道，宇宙是在一次劇烈的大爆炸后產生的。而促使這次大爆炸產生的根本原因之一，便是共振。當宇宙還處于渾沌的起點時，里面就開始產生了振蕩。最初的時候，這種蕩振是非常微弱的。漸漸地，振蕩的頻率越來越高、越來越強，并引起了共振。最后，在共振和膨脹的共同作用下，導致了一陣驚天動地的轟然巨響，宇宙在瞬間急劇膨脹、擴張，然后，就產生了日月星辰。微觀物質世界的產生，也與共振有著密不可分的干系。宇宙誕生初期的化學元素，也可以說是通過共振合成和產生的。人及其它的生物也是宇宙間的物質，當然共振也是普遍存在于這些生命中了。人除了呼吸、心跳、血液循環(huán)等都有其固有頻率外，人的大腦進行思維活動時產生的腦電波也會發(fā)生共振現(xiàn)象。類似的共振現(xiàn)象在其它動物身上也同樣普遍地存在著。  

1.2生活中共振  

1.2.1微波爐   

      在家里微波爐非常常見，我們總是用微博爐來加熱食物 這是因為食物中水分子的振動頻率與微波大致相同，微波爐加熱食品時，爐內產生很強的振蕩電磁場，使食物中的水分子作受迫振動，發(fā)生共振，將電磁輻射能轉化為熱能，從而使食物的溫度迅速升高。但是否大家想過，在微波爐旁邊的人身體里也有水分，為什么人不會被“加熱”呢？這是因為微波爐外面都有一層金屬網，微波不能穿透金屬，還會在金屬上發(fā)生反射，所有我們人不會被加熱。 

1.2.2收音機  

      收音機也是原來我們常用的家用電器 它的原理看是電臺通過天線發(fā)射出短波/長波信號，收音機通過將天線頻率調至和電臺電波信號相同頻率來引起共振，將電臺信號放大，再經過過濾后傳至喇叭發(fā)聲。  

1.2.3攪拌混凝土
      在建筑工地，建筑工人在澆灌混凝土的墻壁或地板時，為了提高質量，總是一面灌混凝土，一面用振蕩器進行震蕩，使混凝土之間由于振蕩的作用而變得更緊密、更結實。此外，粉碎機、測振儀、電振泵、測速儀等，也都是利用共振現(xiàn)象進行工作的。  

1.3醫(yī)學中的應用  

1.3.1緩解人的心情  

      專家研究認為，音樂的頻率、節(jié)奏和有規(guī)律的聲波振動，是一種物理能量，而適度的物理能量會引起人體組織細胞發(fā)生和諧共振現(xiàn)象，這種聲波引起的共振現(xiàn)象，會直接影響人們的腦電波、心率、呼吸節(jié)奏等，使細胞體產生輕度共振，使人有一種舒適、安逸感。人們還發(fā)現(xiàn)，當人處在優(yōu)美悅耳的音樂環(huán)境中，可以改善精神系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)和消化系統(tǒng)的功能，促使人體分泌一種有利健康的活性物質，提高大腦皮層的興奮性，振奮人的精神，讓人們的心靈得到了陶冶和升華。所以，人們已經開始運用音樂產生的共振，來緩解人們由于各種因素造成的緊張、焦慮、憂郁等不良心理狀態(tài)，而且還能用于治療人的一些心理和生理上的疾病。 

 

1.3.2核磁共振技術  

      核磁共振（MRI）是繼CT后的又一重大進步。將人體置于特殊的磁場中，用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量。在停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號，并將吸收的能量釋放出來，被體外的接受器收錄，經電子計算機處理獲得圖像，這就叫做核磁共振成像。 

1.4軍事上應用  

1.4.1次聲波武器  

      聲波。低于20Hz的就是次聲波。次聲波之所以會被用作軍事武器，在于次聲波和人體器官次聲波武器，是指能發(fā)射20赫茲以下的次聲波的大功率武器裝置。 聲波是機械縱波，它可以在固體、液體和氣體中傳播。人們日常可以聽到的聲音是20－20000Hz頻率范圍內的固有頻率相近，于是會產生共振。次聲波與人體器官的共振，會導致器官變形、移位、甚至破裂，從而達到殺傷目的。次聲能武器屬于尖端武器，殺傷力非常大。 

  

2 共振的危害 

2.1橋梁崩塌 

      1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋因大風引起的共振而塌毀，盡管當時的風速還不到設計風速限值的1/3，可是因為這座大橋的實際的抗共振強度沒有過關，所以導致事故的發(fā)生。  

每年肆虐于沿海各地的熱帶風暴，也是借助于共振為虎作倀，才會使得房屋和農作物飽受摧殘。因為風除了產生沿著風向的一個風向力外，還會對風區(qū)的構筑物產生一個橫力，而且風在表面的漩渦在一定條件下產生脫落，從而對構筑物產生一個震動。要是風的橫力產生的震動頻率和構筑物的固定頻率相同或者相近時，就會產生風荷載共振. 

2.2 雪崩 

      在冰山雪峰間，動物的吼叫聲引起空氣的振動,當頻率等于雪層中某一部分的固有振動頻率時,會發(fā)生共振,形成雪崩,因此,登山隊員嚴禁高聲說話.  

      輪船在航行時，會受到周期性的波浪沖擊而左右搖擺.如果波浪沖擊力的頻率與輪船的固有頻率相同，就會發(fā)生共振，擺幅增大，甚至可以使船傾覆. 這時可以改變船的航向和速度，使波浪沖擊的頻率遠離船的固有頻率.
 

2.4機械損壞 

     機器在工作時由于零部件的運動，也會產生周期性的策動力，使機器因共振而受到順壞。為了避免共振，設計時要注意機器的轉速使機器的固有頻率不與策動力的頻率接近。機床運轉時，運動部分總會有某種不對稱性，從而對機床的其他部件施加周期性作用力引起這些部件的受迫振動，當這種作用力的頻率與機床的固有頻率接近或相等時，會發(fā)生共振，從而影響加工精度，加大機械鋼鐵的疲勞破壞，加大機械的損害力度。  

2.5 歷史上的共振危害  

      1906年，一隊俄國士兵在指揮官的口令下，邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐，通過法國昂熱市一座大橋，快走到橋中間時，橋梁突然發(fā)生強烈的顫動并且最終斷裂坍塌，造成許多官兵和市民落入水中喪生。后經調查，造成這次慘劇的罪魁禍首，正是共振! 因為大隊士兵齊步走時，產生的一種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限度直至超過橋梁的抗壓力時，橋就斷裂了。類似的事件還發(fā)生在俄國和美國等地。 

3 總結 

      總而言之，共振不僅是一種客觀存在，它也是有待于進一步開拓的科技領域。共振技術普遍應用于機械、化學、力學、電磁學、光學及分子、原子物理學、工程技術等幾乎所有的科技領域。在當今開始的正在蓬勃發(fā)展的信息技術、基因科學、納米材料、航天高科學技術的大發(fā)展，更是大量運用到共振技術。而且現(xiàn)在隨著科學的發(fā)展，可以想像，共振將會對我們這個社會產生更加巨大的影響。