共振

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介绍

在介绍这一现象时，需要理解共振现象被用于确定未知频率。这是一种特殊的现象，广泛应用于我们的日常生活中，尤其是在音乐领域。它有时被用来理解几种乐器，有时被用来增加几种乐器中声音的强度。然而，为了调谐无线电接收器，也使用了共振现象。

共振的定义

共振是一种特殊的现象，其中外力或任何其他振动物质的力倾向于对另一个系统施加压力。这进一步导致振动幅度更大，在与操作相关的特定频率下进行（Jones & Bradshaw, 2019）。当两个声音系统倾向于具有匹配频率时，就会发生这种情况，这导致幅度概念的增加。

共振原理

在共振现象的情况下，如果共振频率具有线性振荡Ω，则据说它来自具有频率ω的源，则振荡强度可以定义为f = 12πΓ (Sciencing.com, 2022)。在这个公式中，Γ被定义为阻尼情况，当系统已知是线宽时。

共振的例子

在我们的日常生活中，共振现象的例子有很多，例如秋千产生的振动、电视和收音机的运行。在已知为电磁波的激光中，使用了共振现象。此外，在许多乐器中，都观察到共振的概念（Quantamagazine.org, 2022）。有时，水晶酒杯会因接触到特定音调的音乐而破碎。

图1：共振示例

共振的数学表示

共振的数学表示可以这样定义：

v = λf

这个公式表示特定波的共振频率。在这个公式中，v表示波速，λ表示波长。这个公式的意思是波速等于波长（Bien *et al*. 2018）。乘以共振频率f。它主要指共振的状态或等价性。这里的共振是指系统移动系统内电子的能力的概念。

不同类型的共振

声学共振

声学共振是一种重要的共振类型，在乐器中可以看到。这是因为大多数谐振器都存在于乐器中。它包括小提琴的琴身和琴弦，也体现在管子的长度中 (Ferreira *et al.*, 2018)。除了这些因素外，这种类型的共振也适用于听力。在这种共振中，声波被观察到其自身的固有振动频率。这种类型的共振主要用于吸收特定范围内的声音。

机械共振

在力学系统中，机械共振是一种以更大振幅响应的共振类型。此过程发生在系统固有频率时（Bien *et al*. 2018）。这也称为谐振频率。机械共振主要指以更大振幅响应的趋势。

图2：机械共振

当频率与振动频率匹配时，就会发生此过程。这种共振最常见的例子是歌剧演唱者通过其声音以正确的音符打破玻璃。可以看出，当声音的频率与材料的谐振频率一致时，就会发生这种共振。

电共振

图3：电共振频率随电感的变化

电共振存在于电路中，当电容抗和电感抗在大小上相等时，就会发生这种电路。当电路的输出和输入几乎为零时，这种类型的共振发生在电场中（Researchgate.net, 2018）。在这种情况下，电路的传递函数几乎为1。这种类型的共振发生在电路中，此时串联阻抗最小，并联阻抗最大。

结论

共振是指系统具有以较大振幅振荡的特性。该系统具有频率，这是频率达到最高的情况，该频率称为谐振频率。这种类型的频率与各种波或振动有关。这种类型的波主要发生在电磁波、声波和机械波中。不同类型共振的粒子增加了共振部分的重要性。共振所需的重要因素是物体或系统。

常见问题

Q1. 共振的基本原因是什么？

A1. 共振现象发生的基本原因可以通过将振动与其他几个物体匹配来确定，这些物体倾向于增加振荡物体的振幅。

Q2. 共振频率决定了什么？

A2. 共振频率是由介质中的固有频率决定的，在该频率下，它以最大的振幅振动。

Q3. 为什么说由于共振，桥梁可能会倒塌？

A3. 据说，一群士兵向桥梁行进可能是桥梁坍塌的原因。这是因为，由于士兵有节奏的行进，桥梁的固有频率会产生极端的振动。因此，随着同步的脚步声，振幅可能会增加到如此之高，以至于桥梁可能会坍塌。出于这个原因，士兵们在过桥时被指示不要行进。