相信不少同學都看過武俠電影,那麼你一定見過這樣的場景:匍匐在地,用耳朵貼近地面就能知道敵方大概情報,當時覺得太神奇了——用耳朵就能聽見多少人與距離多遠。其實啊,說穿了一點都不神奇,玄機就在地底下,明白點說,這就是聲音共振的運用。
早在戰國初期,當時的人就發明了許多的共鳴器,用來偵探敵情。在城牆根下每隔一定距離挖一深坑,坑裡埋置一直容量有七八十升的陶甕,甕口蒙上皮革,讓聽覺靈敏的人伏在這個共鳴器上聽動靜,遇有敵人挖地道攻城的響聲,不僅可以發覺,還可以根據嗡嗡聲的響差來辨別來敵的方向和遠近。另一種就是我們從電影裡所用的方法:在同一個深坑裡埋設兩個蒙上皮革的甕,兩甕分開一定的距離,根據這兩甕的響差來判別敵人所在的方向。
今天,我們就來說一說共振。舉個例子,兩個頻率相同的音叉靠近,其中一個的振動發聲時,另一個也會發聲。在電學中,振蕩電路的共振現象稱為「諧振」
共振是指物理系統在必須特定頻率下,相比其他頻率以更大的振幅做振動的情形,這些特定頻率稱之為共振頻率。聽起來很枯燥,學好簡直是妙用無窮,下面讓我們做個小實驗;相對於聽覺效果,小編更傾向於視覺效果
我們把水管口上方與音響揚聲器連接在一起,相信你已經猜到了,沒錯,我們先把水龍頭打開,然後我們把音響聲音開大,讓水流與揚聲器產生共振。
有沒有感到吃驚,水流成了「S」型
當然,共振是十分普遍的自然現象,幾乎在物理學的各個分支與許多交叉學科中以及工程學的各個領域都可以觀察到它。人們在生活和生產中也會接觸到個中振動源,這些振動可能會對人體產生危害,如眼球的固有頻率最大約60赫茲,顱骨的固有頻率最大約為200赫茲。然後,人類對付共振危害的方法更是多種多樣,例:在電影院與對隔音要求很高的地方,常常採用加裝一些海綿、塑料泡沫與布簾的辦法,大街上的行人、車輛的喧鬧聲、機器的嗡嗡聲,這些連綿不絕的噪音不僅影響人們正常生活,還會損害人的聽力。於是人類發明了一種消音器,它是由開有許多小孔的孔板和空腔構成,當傳來的噪音頻率與消音器的固有頻率相同時,就會跟小孔內空氣柱產生劇烈共振。如此一來,大部分的噪音能再共振時被「吃掉」,而且還能夠轉化為熱能來進行使用,這也正是人類高明之處,才能有科技有著如此巨人的發展