A7.什么是共振?
中国北宋科学家沈括在他的科学著作《梦溪笔谈》中记录了他曾经做过的一个有关共振的实验:他将一个剪好的小纸人放在琴弦上,拨动其他琴弦。他发现当他拨动其中的某一根琴弦时,小纸人会跳动,而当他弹动其他琴弦时,纸人则不会跳动。这是为什么呢?你知道吗?其实,这种现象就是声学上的共振。我们要了解共振,首先应该了解一下振动的属性。振动具有一定的频率,即单位时间内完成振动的次数,通常我们测定的频率是1秒内物体完成振动的次数。而振动物体离开平衡位置的最大距离叫作振动的振幅,从振幅的角度我们可以了解物体振动幅度的大小和振动的强弱。每一个物体本身发生振动的频率是固定的,这个频率就叫作固有频率。而当我们用一个周期的力作用于拥有固有频率的物体时,我们就会发现,只有这个力的频率和物体的固有频率相同时,振幅才最大,这种现象就是共振。此时的振动频率就是共振频率,也就是说,物体在受力振动时只有在发生共振的情况下的频率才叫作共振频率。共振频率和固有频率在数值上是相等的。举个简单的例子来说:当我们用不同振动频率的音叉靠近悬挂着的乒乓球时,我们会发现,只有在音叉振动频率与乒乓球的固有频率相同时,乒乓球跳跃的幅度才最大,这就是共振现象。
共振在声学中也被称作“共鸣”,它指的是物体因共振而引起的发声现象。比如,两个固有频率相同的音叉靠近,其中一个振动发声时,另一个也会发声。因此,当沈括在弹动某一根琴弦时,小纸人就会随着跳动。因为这根琴弦的振动频率与放置小纸人的琴弦的固有频率相同,它们就发生了共振现象,小纸人就跳动起来了。
1、下列关于频率的说法正确的是哪一项?
A.完成一次振动需要的时间
B.1秒内完成振动的次数
C.振动完成后又恢复初始状态的现象
2、下列关于振幅的说法错误的是哪一项?
A.振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅
B.振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱
C.振动物体离开平衡位置的距离叫振动的振幅
3、什么是固有频率?
A.一个物体本身发生振动的频率是固定的,这一频率就是固有频率
B.物体按固定的频率振动,即为固有频率
C.两物体振动的频率一样,即为固有频率
4、固有频率与共振频率相同吗?
A.完全一样
B.完全不一样
C.数值相等