你知道嗎?神奇的共振現象

2021-01-07 鳳星科技

古希臘的學者阿基米德曾豪情萬丈地宣稱:給我一個支點,我能撬動地球。而現代的美國發明家特士拉更是「牛氣」,他說:用一件共振器,我就能把地球一裂為二!

一件共振器,它的威力主要在於它能發出各種頻率的波,這些不同頻率的波作用於不同的物體,就能夠相應地產生出一種共振波,當這種共振波達到一定程度時,就能使物體被摧毀。

共振建造了這個世界

共振是物理學上的一個運用頻率非常高的專業術語。共振的定義是兩個振動頻率相同的物體,當一個發生振動時,引起另一個物體振動的現象。

共振在聲學中亦稱「共鳴」,它指的是物體因共振而發聲的現象,如兩個頻率相同的音叉靠近,其中一個振動發聲時,另一個也會發聲。

在電學中,振蕩電路的共振現象稱為「諧振」。

產生共振的重要條件之一,就是要有彈性,而且一件物體受外來的頻率作用時,它的頻率要與後者的頻率相同或基本相近。從總體上來看,這宇宙的大多數物質是有彈性的,大到行星小到原子,幾乎都能以一個或多個固有頻率來振動。

共振不僅在物理學上運用頻率非常高,而且,共振現象也可以說是一種宇宙間最普遍和最頻繁的自然現象之一,所以在某種程度上甚至可以這麼說,是共振產生了宇宙和世間萬物,沒有共振就沒有世界。

我們都知道,宇宙是在一次劇烈的大爆炸後產生的。而促使這次大爆炸產生的根本原因之一,便是共振。當宇宙還處於混沌的奇點時,裡面就開始產生了震蕩。最初的時候,這種蕩振是非常微弱的。漸漸地,振蕩的頻率越來越高、越來越強,並引起了共振。最後,在共振和膨脹的共同作用下,導致了一陣驚天動地的轟然巨響,宇宙在瞬間急劇膨脹、擴張,然後,就產生了日月星辰,於是,在地球上便有了日月經天、江河行地,也有了植物蓬勃葳蕤、動物飛翔騰躍。

共振不僅創造出了宏觀的宇宙,而且,微觀物質世界的產生,也與共振有著密不可分的干係。從電磁波譜看,微觀世界中的原子核、電子、光子等物質運動的能量都是以波動的形式傳遞的。宇宙誕生初期的化學元素,也可以說是通過共振合成和產生的。有一些粒子微小到簡直無法想像,但它們可以在共振的作用之下,在100萬億分之一秒的瞬間,互相結合起來,於是新的化學元素便產生了。因為宇宙中這些粒子的生成與共振有著如此密切的關係,所以粒子物理學家經常把粒子稱為「共振體」。

人除了呼吸、心跳、血液循環等都有其固有頻率外,人的大腦進行思維活動時產生的腦電波也會發生共振現象。類似的共振現象在其它動物身上也同樣普遍地存在著。我們喉嚨間發出的每個顫動,都是因為與空氣產生了共振,才形成了一個個音節,構成一句句語言,才能使我們能夠用這些語言來表達我們的情感和進行社會交往。

許多動物身上還存在著其它一些形式的共振現象。炎熱的午間,蟬兒發出的「知了、知了」聲;寧靜的夜晚,蟋蟀發出的「嘰—嘶」聲;還有不知疲倦的大肚子蟈蟈的鳴叫聲,儘管這些昆蟲的聲調大不相同,但其中的共同之處都是藉助了共振的原理,都是靠摩擦身體的某一部位與空氣產生共鳴而發聲。除了昆蟲之外,鳥類也是巧妙地運用著共振來演奏生命之曲的大師,它們運用共振所發出的圓潤婉轉的鳴叫聲,是自然界生命大合唱中最為優美的聲部和旋律。因此,可以這麼說,如果沒有共振,世界將會失去多少天籟、大地將會變得多麼死寂!

其實更為重要的是,共振能充當地球生物的保護神。我們知道,紫外線是太陽發出的一種射線,它們如果大舉入侵地球,人類及各種生物勢必遭受極大的危害,因為過量的紫外線會使生物的機能遭到嚴重的破壞。不過不用擔心,我們有大氣層中的臭氧層,是它們藉助於共振的威力,阻止了紫外線的長驅直入。當紫外線經過大氣層時,臭氧層的振動頻率恰恰能與紫外線產生共振,因而就使這種振動吸收了大部分的紫外線。所以,共振能使大氣中的臭氧層變得如防曬油一樣,保證我們不至於被射線的傷害。

另外,共振還能使地球維持在適當的溫度,給地球生命創造出一個冷熱適宜的生長環境。因為雖然經過臭氧層的堵截圍追,但仍有少部分紫外線能夠成功地突破層層防線,到達地球表面。這部分紫外線經過地球吸收後,能量減少,變為紅外線,擴散回大氣中。而紅外線的熱量,又恰好能和二氧化碳產生共振,然後被「挽留」在大氣層中,使大氣層保有一定溫度,讓萬物在溫暖和煦的環境中孕育成長。

俗話說萬物生長靠太陽,其實也可以這麼說:萬物生長靠共振。因為我們所熟知的植物的光合作用,亦是葉綠素與某些可見光共振,才能吸收陽光,產生氧氣與養分。所以沒有共振,植物便不能生長,人類和許多動物也就因此會失去了食物的來源。也就是說,沒有共振,地球上的生命便不能長期存在。

共振的危害

說到共振的危害時,人們最為熟知和引用得最多的,便是下面這個例子:18世紀中葉,一隊士兵在指揮官的口令下,邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐,通過法國昂熱市一座大橋,快走到橋中間時,橋梁突然發生強烈的顫動並且最終斷裂坍塌,造成許多官兵和市民落入水中喪生。後經調查,造成這次慘劇的罪魁禍首,正是共振!因為大隊士兵齊步走時,產生的一種頻率正好與大橋的固有頻率一致,使橋的振動加強,當它的振幅達到最大限度直至超過橋梁的抗壓力時,橋就斷裂了。類似的事件還發生在俄國和美國等地。有鑑於此,所以後來許多國家的軍隊都有這麼一條規定:大隊人馬過橋時,要改齊走為便步走。

既然共振是宇宙間一切物質運動的一種普遍規律,人及其它的生物也是宇宙間的物質,當然共振也是普遍存在於這些生命中了。

實際上,共振的危害程度和範圍還無遠遠不止於此。持續發出的某種頻率的聲音會使玻璃杯破碎。機器的運轉可以因共振而損壞機座。高山上的一聲大喊,可引起山頂的積雪的共振,頃刻之間造成一場大雪崩。行駛著的汽車,如果輪轉周期正好與彈簧的固有節奏同步,所產生的共振就能導致汽車失去控制,從而造成車毀人亡……

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