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共振

共振

可怕又可爱的共振

古希腊学者阿基米德曾豪情万丈地宣称:给我一个支点,我就能撬动地球!

而现代的美国发明家特斯拉(1856-1943)更是牛气,他说:用一件共振器,我就能把地球一裂(分)为二!

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他来到华尔街,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。

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。

可怕又可爱的共振

共振创造了世界

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”,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”。

可怕又可爱的共振

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。甚至可以这么说,没有共振就没有我们这个世界!

共振是宇宙间一切物质运动的一种普遍规律,人及其他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、血液循环和说话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。

许多动物身上也存在着共振现象。炎热的午间,蝉儿发出的“知了、知了”声;宁静的夜晚,蟋蟀发出的“叽—嘶”声;还有不知疲倦的大肚子蝈蝈的鸣叫声,尽管声调不同,但都借助了共振原理。

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我们知道,紫外线是太阳发出的一种射线,它如果大举入侵地球,人类及各种生物势必遭受极大的危害。不过不用担心,我们有大气层中的臭氧层,它们能阻止紫外线的长驱直入。当紫外线经过大气层时,臭氧层的共振振动频率恰恰能与紫外线产生共振,因而就使这种振动吸收了大部分的紫外线。

共振还是一个善于使用色彩和色调的魔幻绘画师。如钠光是黄的,因为钠原子的振动所产生的是黄色的光。水银原子的振动发出蓝光。氖原子送出的振动到了你眼中,就成为了红色等等。我们生活中有着如此迷人的花红柳绿,无不是拜共振所赐。

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共振亦能毁灭世界

任何事物都是有两面性的,共振在给我们带来福音的同时,它也有着非常巨大的危害性。

说到共振的危害,人们最为熟知和引用得最多的,便是下面这个例子:

18世纪中叶,一队士兵在指挥官的口令下,迈着威武雄壮、整齐划一的步伐,通过法国昂热(Angers)市一座大桥,快走到桥中间时,桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌,造成许多官兵和市民落入水中丧生。事后调查,造成这次惨剧的罪魁祸首,正是共振。

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给人类带来重大伤亡和财产损失的地震,其中亦有共振的“幢幢魔影”: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,可引起山顶积雪发生大雪崩……

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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。

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合理利用共振

实际上,国人对于共振的运用,可追溯到非常久远的年代。

如唐代军队中,就有一种用皮革制成的器具,叫做“空胡鹿”的随军枕,让听觉灵敏和睡觉警醒的战士在军队野外宿营时使用:“凡人马行在三十里外,东西南北皆响闻”……

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