共振基本概念

2．共振基本概念

当系统受到外界作用发生振动、外界作用的频率与系统频率相接近的时候，强迫振动的振幅就有可能达到非常大的值，这就是所谓的共振现象。对于一个系统来说，它有无数个固有频率，一般以低范围的系统频率为研究对象。

振荡强度即振幅的平方。物理学家通常将这个公式称为洛伦兹分布，出现在许多与共振相关的物理系统中。

在物理学上，共振是一个专业术语，运用频率非常高。两个物体的振动频率相同，如果一个发生振动，便会引起另一个物体的振动的现象叫共振。

在声学中，共振也称“共鸣”，指的是物体因共振而发声的现象。例如，频率相同的两个音叉，当它们逐渐靠近，其中一个振动发声的时候，便会引起另一个音叉的发声与振动。

然而在电学中，振荡电路的共振现象则被人们称为“谐振”。

在自然界中，共振现象是比较常见的，人类在利用共振技术的同时，一直在尝试着避免共振现象的发生。生活中也存在着许多共振现象。例如，乐器的音响共振、动物耳中基底膜的共振、电路的共振，等等。此外，在太阳系中也有一些类木行星的卫星之间的轨道共振。

音符

无论是力学的、声响的还是电子的系统，它们都有多个共振频率，这是因为在这些频率上振动相对来说是比较容易的，而在其他频率上振动并没有那么容易。一般情况下，对于一个引起振动的频率比较复杂的一个系统，如一个冲击或者是一个宽频振动，便会出现“跳出”它的共振频率随此频率振动的现象，实际上一个系统会将其他频率过滤掉。

有弹性是物体产生共振的重要条件之一。此外，当一个物体受外来的频率作用的时候，它的频率要与后者的频率相同或基本相近。总体而言，宇宙中大多数物质都是有弹性的，它们几乎都能够以或多或少的固有频率来振动。

撑竿的弹力使运员上升

不仅如此，共振现象也是宇宙间最频繁和最普遍的自然现象之一。因此，我们在某种程度上甚至可以这样说：“是共振产生了宇宙和世间万物，没有共振就没有世界。”

众所周知，经过一次剧烈的大爆炸才产生了宇宙，然而共振便是促使这次大爆炸产生的根本原因之一。很久以前，宇宙还处于混沌状态的时候，里面就已经开始产生振荡。刚开始，它是一种非常微弱的振荡。随着时间的推移，振荡的频率越来越高、程度越来越强，最终引起了共振。后来，由于共振和膨胀的共同作用，随着一阵惊天动地的巨响，在短时间内，使宇宙急剧地膨胀、扩张。地球上的日月星辰、江河陆地、植物、动物就是这样产生的。

星云

宏观的宇宙是由共振创造而来的。不仅如此，微观物质世界的产生，同样与共振有着不可分割的关系。如果我们从电磁波谱来看的话，便会发现微观世界中的原子核、电子、光子等物质运动的能量传递都是以波动的形式进行的。对于宇宙诞生初期的化学元素，人们通常将它们看成是通过共振合成而产生的。存在于宇宙中的粒子，它们的生成与共振有密不可分的关系，因此，粒子物理学家通常将这些粒子称为“共振体”。

由此看来，共振是宇宙间一切物质运动的一种普遍规律。由于人以及其他生物同样也是宇宙间的物质，共振自然就普遍存在于这些生命之中。

对于人类而言，不仅呼吸、心跳、血液循环等具有固有频率，当人的大脑正在进行思维活动的时候，产生的脑电波同样也会发生共振现象。不仅如此，类似的共振现象同样普遍地存在于其他动物的身上。例如，蝈蝈的鸣叫、鸟类的鸣叫，利用共振使它们的声音更加圆润婉转，旋律优美。

蜂鸟在振翅

更重要的是，对于地球而言，共振能够起到一定的保护作用。大家都知道，大量的紫外线是一种射线，具有一定的危害性。一旦它们大举“入侵”地球，人类以及各种生物势必会遭到非常大的危害，这是由于紫外线过多便会对生物的机能造成破坏的结果。然而这一问题我们大可不必担心，大气层中的臭氧层借助共振的威力，阻止了紫外线的长驱直入。在这种情况下，当紫外线经过大气层的时候，臭氧层的振动频率刚刚与紫外线发生共振，大部分的紫外线也就被吸收了。用一个形象的比喻来说，也就是共振能使大气中的臭氧层变得如防晒油一样，大大减少了紫外线的伤害。

另外，共振还可以维持地球的温度，使它冷热适宜，适于地球生命的生存。尽管在臭氧层的围追堵截之下，仍然有一小部分紫外线能够成功突破防线，到达地球表面。到达地球表面的紫外线，经过地球吸收之后，也就变成了红外线，再一次回到大气层中。这时的红外线，热量刚好能够与二氧化碳产生共振，便被留在大气层中，维持大气层的温度，为万物营造一个适宜的生长环境。

植物的光合作用，实际上是叶绿素与某些可见光之间产生的共振。在这种情况下，植物才能吸收阳光，产生氧气与养分。由此可见，如果没有共振，植物不能生长，人类以及许多动物赖以生存的食物来源也就失去了。换言之，如果没有共振的存在，那么地球上的生命也就不能长期存在。

除此之外，共振还是一个多才多艺的绘画师，它能够使这个世界变得五彩缤纷。由于钠原子的振动产生黄色光，所以我们所看到的钠光是黄的；氖原子的振动传到人们的眼里，会变成红色；而那些水银原子振动，则发出蓝色的光。生活中，我们所见到的花卉、水果等所呈现出的各种各样的颜色也是由共振引起的。就拿我们常见的红苹果来说，由于太阳光中所谓的蓝光和绿光的振动频率被它吸收了，所以我们看到的它就是红色的。彩虹看上去很虚幻，是因为共振的原因，才呈现出赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的美丽颜色。

由此可见，虽然共振在无形之中会对人类造成一定的伤害，但是它也同样带来了许多益处。