共振的應用及危害

1、共振的應用及危害學生學號：43090704學生姓名：易政所在學院：材料科學與工程學院所學專業(yè)：材料科學與工程選課日期：第七周周二晚上摘要本文對共振進行討論，重點是共振在社會上的應用及其帶來的危害，并提出了一些解決方法。關鍵字共振 建筑工地 醫(yī)學 日常生活 橋梁垮塌 人體危害1共振的概述共振是指一個物理系統(tǒng)在特定頻率下，以最大振幅做振動的情形。共振在聲學中亦稱“共鳴”，在電學中，振蕩電路的共振現(xiàn)象稱為“諧振”。自然中有許多地方有共振的現(xiàn)象，如：樂器的音響共振、太陽系一些類木行星的衛(wèi)星之間的軌道共振、動物耳中基底膜的共振，電路的共振等等。但共振有利也有害，人類在自己的技術中利用或者試圖避免共振現(xiàn)象

2、。2. 共振的應用隨著近代科學的發(fā)展，供著應用于越來越多的領域。在建筑工地，建筑工人在澆灌混凝土的墻壁或地板時，為了提高質(zhì)量，總是一面灌混凝土，一面用振蕩器進行震蕩，使混凝土之間由于振蕩的作用而變得更緊密、更結(jié)實。此外，粉碎機、測振儀、電振泵、測速儀等，也都是利用共振現(xiàn)象進行工作的。在人們的日常生活中，共振也充當著重要的角色，如常用的微波爐。具有2500赫茲左右頻率的電磁波稱為“微波”。食物中水分子的振動頻率與微波大致相同，微波爐加熱食品時，爐內(nèi)產(chǎn)生很強的振蕩電磁場，使食物中的水分子作受迫振動，發(fā)生共振，將電磁輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，從而使食物的溫度迅速升高。微波加熱技術是對物體內(nèi)部的整體加熱技術，

3、完全不同于以往的從外部對物體進行加熱的方式，是一種極大地提高了加熱效率、極為有利于環(huán)保的先進技術。再比如說收音機，電臺通過天線發(fā)射出短波/長波信號，收音機通過將天線頻率調(diào)至和電臺電波信號相同頻率來引起共振，將電臺信號放大，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)換后以機械振動介質(zhì)面（木質(zhì)桌面、玻璃等），使介質(zhì)整個物體產(chǎn)生共振，從而使物體播放出悠揚的樂曲。共振在醫(yī)學上也有應用。專家研究認為，音樂的頻率、節(jié)奏和有規(guī)律的聲波振動，是一種物理能量，而適度的物理能量會引起人體組織細胞發(fā)生和諧共振現(xiàn)象，這種聲波引起的共振現(xiàn)象，會直接影響人們的腦電波、心率、呼吸節(jié)奏等，使細胞

4、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)學影像學來說，核磁共振（MRI）是繼CT后的又一重大進步。將人體置于特殊的磁場中，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，并將吸收的能量

5、釋放出來，被體外的接受器收錄，經(jīng)電子計算機處理獲得圖像，這就叫做核磁共振成像。3共振的危害 任何事物都有兩面性，共振有時還會給人類造成巨大危害。這其中最為人們所知曉的便是橋梁垮塌。18世紀中葉，一座橋因大隊士兵齊步走產(chǎn)生的頻率正好與大橋的固有頻率一致，使橋的振動加強，最終斷裂 。1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋因大風引起的共振而塌毀，盡管當時的風速還不到設計風速限值的1/3，可是因為這座大橋的實際的抗共振強度沒有過關，所以導致事故的發(fā)生。每年肆虐于沿海各地的熱帶風暴，也是借助于共振為虎作倀，才會使得房屋和農(nóng)作物飽受摧殘。近幾十年來，美國及歐洲等國家和地區(qū)還發(fā)生了許多起高樓因大風造成的

6、共振而劇烈搖擺的事件。地震時，地殼會產(chǎn)生各種波長的橫波或縱波，當波傳到地面上，會與建筑物產(chǎn)生強烈的共振，這樣就造成了屋毀人亡的慘劇。另外還有許多例子：持續(xù)發(fā)出的某種頻率的聲音會使玻璃杯破碎；機器可以因共振而損壞機座；高山上的一聲大喊，可引起山頂?shù)姆e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(zhuǎn)周期正好與彈簧的固有節(jié)奏同步，所產(chǎn)生的共振就能導致汽車失去控制，從而造成車毀人亡人們在生活和生產(chǎn)中會接觸到各種振動源，這些振動都可能會對人體產(chǎn)生危害。由科學測試知道人體各部位有不同的固有頻率，因此，跟振動源十分接近的操作人員，如拖拉機駕駛員，風鎬、風鏟、電鋸、鎦釘機的操作工，在工作時應盡量避免這

7、些振動源的頻率與人體有關部位的固有頻率產(chǎn)生共振。并且，為了保障工人的安全與健康，有關部門己作出了相應規(guī)定，要求用手工操作的各類振動機械的頻率必須大于20赫茲。對人的身體而言，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很少、我們耳朵聽不到的聲波。次聲波的聲波頻率很低，一般均在20兆赫以下，波長卻很長，不易衰弱。自然界的太陽磁暴、海浪咆哮、雷鳴電閃、氣壓突變、火山爆發(fā)；軍事上的原子彈、氫彈爆炸試驗，火箭發(fā)射、飛機飛行等等，都可以產(chǎn)生次聲波。在我們的周圍，能夠產(chǎn)生次聲波的小型動力設備很多，如鼓風機、引風機、壓氣機、真空泵、柴油機、電風扇、車輛發(fā)動機等。次聲波的這種神奇的功能也引起了軍

8、事專家的高度重視，一些國家利用次聲波的性質(zhì)進行次聲波武器的研制，目前已研制出次聲波槍和次聲波炸彈。不論是次聲波槍還是次聲波炸彈，都是利用頻率為1617赫茲的次聲波，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，從而達到殺傷敵方的目的?，F(xiàn)代科學研究已經(jīng)證明，大量發(fā)射的頻率為1617赫茲的次聲波會引起人體無法忍受的顫抖，從而產(chǎn)生視覺障礙、定向力障礙、惡心等癥狀，甚至還會出現(xiàn)可導致死亡的內(nèi)臟損壞或破裂。這種次聲波武器可以說是人類運用共振來危害人類自己的一種技術上的極致。4討論 共振該人類帶來了許多危害，人類也提出了各種各樣的解決辦法。如電動機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，為的是使基礎部分的固有頻率增加，以增大與電機的振動頻率之差來防止基礎的振動。