【正文】 振所賜。在日常的生產(chǎn)生活中，共振也是我們的好幫手，人類利用共振現(xiàn)象的能量特征，發(fā)明了不少實(shí)用的東西。利用共振能給人類帶來福祉。實(shí)際上，中國(guó)人對(duì)于共振的運(yùn)用，還可以追溯到很久遠(yuǎn)的年代。早在戰(zhàn)國(guó)初期，當(dāng)時(shí)的人就發(fā)明了各種各樣的共鳴器，用來偵探敵情?！赌觽溲ā酚涊d了其中的幾種：在城墻根下每隔一定距離挖一深坑，坑里埋置一只容量有七八十升的陶甕，甕口蒙上皮革，這樣，實(shí)際上就做成了一個(gè)共鳴器。讓聽覺聰敏的人伏在這個(gè)共鳴器上聽動(dòng)靜，遇有敵人挖地道攻城的響聲，不僅可以發(fā)覺，而且根據(jù)各甕甕聲的響度差可以識(shí)別來敵的方向和遠(yuǎn)近。另一種方法是：在同一個(gè)深坑里埋設(shè)兩只蒙上皮革的甕，兩甕分開一定距離，根據(jù)這兩甕的響度差來判別敵人所在的方向。隨著近代科學(xué)的發(fā)展，供著應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域?！肮舱窈Y”是利用共振現(xiàn)象最典型的例子之一。它是把篩子用四個(gè)彈簧支撐起來，并在篩子上裝上偏心輪，偏心輪在皮帶的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，是篩子受到周期驅(qū)動(dòng)力的作用，做受迫振動(dòng)。調(diào)整偏心輪的轉(zhuǎn)速，可使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近篩子的固有頻率，篩子發(fā)生共振，獲得較大振幅，提高篩子的效率。在建筑工地上，我們經(jīng)常可以看到．建筑工人在澆灌混凝土的墻壁或地板時(shí)，為了提高質(zhì)量，總是一邊灌混凝土，一邊用電振泵進(jìn)行振動(dòng)，使混凝土之間因振動(dòng)的作用而變得更緊密、更結(jié)實(shí)。像粉碎機(jī)、測(cè)振儀、電振泵等，這些都是利用共振原理工作的。在人們的日常生活中，共振也充當(dāng)著重要的角色，如常用的微波爐。為什么微波爐在加熱食品時(shí)食品內(nèi)外能同時(shí)升溫呢？原來微波爐中的磁控管產(chǎn)生915MHz或2450MHz的微波，即一種超高頻率交變電磁場(chǎng)，它經(jīng)波導(dǎo)傳送出去，再經(jīng)風(fēng)扇攪拌器把它反射到爐腔各處，食物是吸收微波的一種介質(zhì)，而且食物分子的振動(dòng)頻率跟微波的電磁場(chǎng)頻率相同或相近，大量分子就在食物中原來位置的附近劇烈振動(dòng)而摩擦出大量的熱，使食物內(nèi)外介質(zhì)的溫度同時(shí)升高，食物很快被烤熟。這是共振在家用電器中的應(yīng)用。再比如說收音機(jī)，電臺(tái)通過天線發(fā)射出短波/長(zhǎng)波信號(hào)，收音機(jī)通過將天線頻率調(diào)至和電臺(tái)電波信號(hào)相同頻率來引起共振，將電臺(tái)信號(hào)放大，再經(jīng)過過濾后傳至喇叭發(fā)聲。還有市面上極為少見的共振音箱，它是讓音頻經(jīng)過轉(zhuǎn)換后以機(jī)械振動(dòng)介質(zhì) 面(木質(zhì)桌面，玻璃等)，使介質(zhì)整個(gè)物體產(chǎn)生共振，從而使物體播放出悠揚(yáng)的樂曲。共振在醫(yī)學(xué)上也有應(yīng)用。專家研究認(rèn)為，音樂的頻率，節(jié)奏和有規(guī)律的聲波振動(dòng)，是一種物理能量，而適度的物理能量會(huì)引起人體組織細(xì)胞發(fā)生和諧共振現(xiàn)象，這種聲波引起的共振現(xiàn)象，會(huì)直接影響人們的腦電波，心率，呼吸節(jié)奏等，使細(xì)胞體產(chǎn)生輕度共振，使人有一種舒適、安逸感。人們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)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(nèi)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(zhì)，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(jīng)開始運(yùn)用音樂產(chǎn)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。就醫(yī)學(xué)影像學(xué)來說，核磁共振(MRI)是繼 CT 后的又一重大進(jìn)步。將人體置于特殊的磁場(chǎng)中，用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)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(hào)，并將吸收的能量釋放出來，被體外的 接受器收錄，經(jīng)電子計(jì)算機(jī)處理獲得圖像，這就叫做核磁共振成像?？傊?，共振技術(shù)普遍應(yīng)用于機(jī)械、化學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)及分子、原子物理學(xué)、工程技術(shù)等幾乎所有的科技領(lǐng)域。三、共振對(duì)我們生活的危害從共振的特點(diǎn)來分析，它并不需要強(qiáng)大的破壞力，而是能自動(dòng)進(jìn)行能量的積累，如果不適當(dāng)?shù)乩盟蛘弑苊馑?，共振的危害也是很可怕的。開頭曼徹斯特的慘劇就是一個(gè)鮮明的例子。在我們的日常生活中，無處不在的共振現(xiàn)象也經(jīng)常帶來煩惱。人體是一個(gè)彈性體，各器官都有它的固有頻率，當(dāng)外來振動(dòng)的頻率與人體某器官的固有頻率一致時(shí)，會(huì)引起共振，因而對(duì)那個(gè)器官的影響也最大。人體固有的振動(dòng)頻率經(jīng)科學(xué)研究，人腦是8～12Hz，內(nèi)臟器官為4～18Hz。在外來振動(dòng)的不斷激發(fā)下，人腦和內(nèi)臟器官的振動(dòng)頻率與外來振動(dòng)頻率相近或相同，吸收外來振動(dòng)的能量而共振，輕者能使人產(chǎn)生頭暈、煩躁、耳鳴、惡心，如果強(qiáng)度大，就能使人的心臟及其內(nèi)臟劇烈抖動(dòng)、狂跳，以致血管破裂，使人死亡。登山運(yùn)動(dòng)員登山時(shí)嚴(yán)禁大聲喊叫。因?yàn)楹敖新曋心骋活l率若正好與山上積雪的固有頻率相吻合，就會(huì)因共振引起雪崩，其后果十分嚴(yán)重。對(duì)人危害程度尤為厲害的是次聲波所產(chǎn)生的共振。次聲波是一種每秒鐘振動(dòng)很少、我們耳朵聽不到的聲波，自然界的很多現(xiàn)象都能產(chǎn)生次聲波。目前已研制出次聲波槍和次聲波炸彈。它們利用頻率為16赫茲左右的次聲波，與人體內(nèi)的某些器官發(fā)生共振，使受振者的器官發(fā)生變形、位移或出血。千里之堤，潰于蟻穴”，最終的結(jié)果是可怕的。要避免共振的災(zāi)害作用，就必須盡量增大振動(dòng)系統(tǒng)和可能的策動(dòng)力頻率之間的差距，使受迫振動(dòng)被限制在極小振幅的范圍內(nèi)。比如，跟振動(dòng)源十分接近的操作人員，如拖拉機(jī)駕駛員、電鋸等操作工，在工作時(shí)應(yīng)盡量避免這些振動(dòng)源的頻率與人體有關(guān)部位的固有頻率產(chǎn)生共振。為了保障工人的安全與健康，有關(guān)部門已做出相應(yīng)規(guī)定，要求用手工操作的各類振動(dòng)機(jī)械的頻率必須大于20Hz。四、消除共振的危害共振給人們帶來意想不到的災(zāi)難，那么，人們能不能消除這些災(zāi)難呢？為此，人們經(jīng)過實(shí)踐，總結(jié)出許多消除共振的辦法。據(jù)史籍記載，我國(guó)晉代就有人對(duì)共振現(xiàn)象作出了正確的解釋，并已經(jīng)能夠完全認(rèn)識(shí)到，防止共振的最好的方法是改變物體的固有頻率，使之與外來作用力的頻率相差越大越好。到了今天，人類對(duì)付共振危害的方法更是多種多樣和更加先進(jìn)。例如：人們?cè)陔娪霸骸⒉ヒ羰业葘?duì)隔音要 求很高的地方，常常采用加裝一些海綿、塑料泡沫或布簾的辦法，使聲音的頻率在碰到這些柔軟的物體時(shí)，不能與它們產(chǎn)生共振，而是被它們吸收掉。又如電動(dòng)機(jī)要安裝在水泥澆注的地基上，與大地牢牢相連，或要安裝在很重的底盤上，為的是使基礎(chǔ)部分的固有頻率增加，以增大與電機(jī)的振動(dòng)頻率(驅(qū)動(dòng)力頻率)之差來防止基礎(chǔ)的振動(dòng)。大街上的行人、車輛的喧鬧聲、機(jī)器的隆隆聲——這些連綿不斷的噪聲不僅影響人們正常生活，還會(huì)損害 人的聽力。于是人們發(fā)明了一種消聲器，它是由開有許多小孔的孔板和空腔所構(gòu)成，當(dāng)傳來的噪聲頻率與 消聲器的固有頻率相同時(shí)，就會(huì)跟小孔內(nèi)空氣柱產(chǎn)生劇烈共振。這樣，相當(dāng)一部分噪聲能在共振時(shí)被”吞吃” 掉，而且還能夠轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軄磉M(jìn)行使用。雖然人類現(xiàn)在并不能將共振所帶來的危害全部消除，但我們可以努力將它降到最低，期待這一天早些到來?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]梁紹榮，劉昌年，盛正華，《普通物理學(xué)》第一分冊(cè)，力學(xué)，第三版，高等教育出版社，2005 [2]趙凱華，羅蔚茵，《新概念物理教程》第一分冊(cè)，力學(xué)，第二版，高等教育出版社，2004 [3]馬文蔚，《物理學(xué)》第四版，高等教育出版社，1998 [4] [美] 湯姆遜著，《振動(dòng)理論及其應(yīng)用》，胡宗斌等譯，煤炭工業(yè)出版社，2002