共振现象是怎样产生的?有何危害?如何防治?

在物理的声学上，一个物体的固有频率和另外一个振动的频率正好相同，则物体振动的振幅可能达到最大，这种现象叫做”共振”。物体产生共振时，它能从外界取得最多的能量，往往会产生一些意想不到的破坏作用。例如，用力敲击音叉把玻璃杯震碎的现象，音叉的振动频率与玻璃杯的固有频率相同，引起玻璃杯的共振。

频率低于20Hz的声波叫次声波，频率大于20Hz小于20000Hz声波是人耳能听到的声波，频率大于20000Hz的声波叫超声波。次声波武器的振动频率若与人体的某器官的固有振动频率相同，形成共振，则该器官的振动幅度就会超过正常的振动幅度，造成对该器官的危害，甚至造成人的死亡。

在我国的史籍中也有不少共振现象的记载。这里仅举一例。唐朝开元年间，洛阳有一个姓刘的和尚，他的房间内挂着一幅磬，常敲磬解烦。有一天，刘和尚没有敲磬，磬却自动响起来了。这使他大为惊奇，终于惊扰成疾。他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令，不但能弹一手好琵琶，而且精通音律（即通晓声学理论），闻讯前来探望刘和尚。经过一番观察，他发现每当寺院里的钟响起来时，和尚房里的磬也跟着响了。于是曹绍夔拿出刀来把磬磨去几处，从此以后就不再自鸣了。他告诉刘和尚，这磬的音律（即现在所谓的固有频率）和寺院的钟的音律一致，敲钟时由于共振，磬也就响了。将磬磨去几处就是改变它的音律，这样就不会引起共鸣（就是共振引起的），刘和尚恍然大悟，病也随之痊愈了。

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曾经在一个雪山的地方就发生了一起雪崩事例，当时有一些特别喜欢探险的人，他们聚集在雪山的地方准备登山，并且在这些人到达山顶之后，由于他们无法掩饰内心的喜悦，其中就有人大声的喊叫，试图通过这种方式表达内心的惊喜。然而，随着登山者的声音落地，却发生了一件十分可怕的事情，当时他们所处的雪山居然发生了崩塌，不断的有白雪滚滚而来。这就是物体共振引起的雪崩。所以在登山或者面对脆弱的山峰时，是严禁大声喊叫的。

在18世纪中叶，法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过。在指挥官的口令下迈着整齐的步伐过桥时，桥梁突然断裂，造成226名官兵和行人丧生。究其原因是共振造成的。因为大队士兵迈正步走的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大以至超过桥梁的抗压力时，桥就断了。鉴于成队士兵正步走过桥时容易造成桥的共振，所以后来各国都规定大队人马过桥，要便步通过。

现如今的城市到处高楼林立，这些高层建筑都会在有风的情况下摇晃，有的摆动幅度可达3m以上。怎样才能确保摩天大楼不会产生更大的晃动呢？被誉为“定楼神球”的阻尼器就派上了用场。其质量一般有几百吨甚至上千吨。如图所示

是台北的101大楼阻尼器。就是在88-92楼层挂置一个重达660吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。这种定楼神器是如何减弱大楼的晃动的呢？阻尼器的振动频率与大楼振动频率一样，然后让阻尼器的振动频率总与大楼固有振动频率在振动时总是相差半个波长，大楼振幅向左最大时，阻尼器向右振幅最大，拖住大楼振动幅度。当然现在已有很智能的阻尼器，台风吹大楼时，台风以任意频率和振幅吹动大楼，阻尼器说白了就是朝着风吹大楼朝的反方向拽，最大限度的减小大楼的晃动，从而达到稳定大楼的目的。

如图所示

的上海中心大厦是我国最高的建筑，除安装阻尼器减少大厦的晃动幅度外，在外形设计上采用螺旋式上升的造型，可以延缓风流，经得起台风的考验。

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