谈一谈古代的趣味共振

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　　故事欣赏
       三国时期，魏都洛阳宫殿前面的一口大钟。有一天，突然无缘无故地响起来。满朝文武议论纷纷，有人以为是不祥之兆，也有人乘机献媚，说成是祥瑞，替皇帝歌功颂德一番。魏帝则疑虑重重，心想大钟不敲自鸣，是不是上天暗示司马氏有不臣之心?事情闹得魏帝心惊肉跳。 事情传到张华耳中，思忖片刻，张华解释道：“那没有什么值得大惊小怪的地方，不过是因为四川铜山有山崩发生，因而引起宫中大钟相应自鸣罢了。”古代崇尚迷信，张华的科学见解犹如“阳春白雪，和者盖寡”。直到几天以后，四川的消息传来，正是在洛阳钟自鸣的同时，蜀中发生了一起铜山崩塌事件。从此张华名声大振，魏帝也内心稍安。有人来向张华请教，说是他家有一个洗澡用的大铜盆，每日早晚总会嗡嗡作响，就像有人在敲打一般，不知什么缘故。张华答道：这只铜盆和洛阳宫中大钟的音调相谐，宫中每天早晚都要撞钟，所以使铜澡盆有声相应。张华还告诉他只要把铜澡盆锉掉一点，使它变轻了，便不会再作响。那人照着去办，果然就不响了。

　　从古至今，共振的现象时有出现。共振是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语，指系统在周期受迫振动时，如果外力频率或者声波频率跟系统固有频率相等时，振幅达到最大值的现象。故事中铜山山崩的某些振动频率与宫殿门前大钟的固有频率相同，铜盆的固有频率与大钟敲响时的振动频率相同，因此都产生了共振现象。共振在声学中也被称为共鸣。

　　共振的危害：
　　 · 雪崩：在冰山、雪峰之间，声音会回你器空气振动，当频率等于雪层中某一部分的固有频率时，发生共振形成雪崩，因此，登山队员在雪山登山时严禁高声说话。

　　 · 翻船：船在航行时，经常会受到周期性的波浪冲击。如果波浪冲击的频率和船的固有频率相同，发生共振，船的摆动幅度增大，可能会引起轮船的倾覆。


　　 · 桥梁倒塌：1940年，美国全长860米的塔柯姆大桥因大风引起的共振而倒塌，尽管当时的风速还不到设计风速限制的1/3，因为大桥的实际抗共振强度没有过关，所以导致大桥的塌毁。


　　 · 伤害人体：次声波是人耳听不到的声波，但是当次声波的频率与人体的某些固有频率相同时，就会引起人体的共振，从而对人体造成伤害。

　　此外，共振还会引起机器损坏、热带风暴猖獗、大楼因风摇晃等后果。

　　共振的应用：
　　  · 共振打桩：建造桥梁时，使用打桩机打击管柱的频率和管柱的固有频率一致，就会发声共振，引起管柱的激烈振动，使周围的泥沙松动，管柱就较容易客服泥沙的阻力，插到江底。


　　 · 共振武器：许多军事正在研制的一种声波武器，不用子弹、炮弹，以发出次声波和人体发生共振的频率的方式来击退敌。


　　 · 乐器的共鸣箱：钢琴/提琴/二胡等乐器的木制琴身，就是利用共振现象使其成为一共鸣箱。其他方面：共振消声器、粉碎机、测振仪等


　　  · 其他方面：共振消声器、粉碎机、测振仪等都是利用共振现象工作的。


　　来源：声讯网公众号(ID：sosoac)，作者：高东魁。