扬声器秒变 “舞池”,盐粒激情 “尬舞”

文摘   2024-12-06 16:08   江苏  

当盐粒轻轻撒在正在发声的扬声器上时,神奇的事情发生了:那些小小的盐粒仿佛瞬间被施了魔法,开始欢快地跳动起来。它们上蹿下跳,左摇右摆,有的甚至还能蹦起老高,就像一群在迷你舞台上尽情热舞的小精灵。接下来,就由电小二为大家揭露盐粒跳舞的秘密。

电小二发现,这背后的原理其实与声音的本质密切相关。我们平时听到的各种声音,不管是清脆的鸟鸣、悠扬的音乐,还是响亮的人声,都是由物体振动产生的。同样,盐粒的跳动也与此有关,这些现象都可以称作是共振现象。










01
共振现象



1.共振现象的原理

共振现象的原理,是当一个物体受到周期性外力作用时,如果外力的频率恰好与物体的固有频率相等或接近,物体就会产生剧烈的振动。这时,物体的振幅不断增加,直到达到最大值。

当外部驱动力的频率与物体的固有频率接近或相等时,物体吸收的能量就会逐渐增加。这是因为此时外力对物体做正功的效率最高,不断向物体输送能量,使得物体振动的幅度不断增大,从而产生共振现象。例如乐器中的共鸣箱,其设计目的就是与发声部件的振动产生共振,以增大声音的音量和放大其特别的音色。

2.盐的共振

盐在扬声器上跳动的原理是,当声音响起时,会引起碗内空气振动,进而让碗上的保鲜膜也跟着一起振动,于是我们就能看到保鲜膜上的食用盐也振动起来。另外,声音越大,物体的振动幅度也越大。所以改变声音的大小,也会相应地引发盐颗粒抖动的幅度。






02
共振的危害



1.损坏桥梁,当桥梁上的车辆或人的振动频率引起桥梁共振时,桥梁剧烈振动,容易断裂。

2.损坏机械部件。

3.次声波伤害。例如,次声波的频率接近人体的固有频率,容易对内脏产生破坏。






03
共振的应用



1.音响设备

共振在音响设备中扮演着关键角色。音响设备中的扬声器,通过振动产生声音,而这种振动是通过电磁铁的磁场变化驱动的。当扬声器播放音频时,如果音频信号的频率与扬声器的固有频率相同,扬声器会以更大的振幅振动,产生更响亮的声音。

2.车辆减震

车辆的减震系统也利用了共振原理。车辆在行驶过程中,由于路面的不平整,会导致车身的振动。减震系统通过共振作用来吸收和减少这些振动,进而提高乘坐的舒适性。减震系统的共振吸收能力与其阻尼系数密切相关,阻尼系数越大,共振吸收能力越强。

3.磁共振成像

磁共振成像(MRI)是一种利用共振现象的医疗诊断技术。在磁共振成像中,被检测的原子核在磁场的作用下发生共振,并产生信号。通过对这些信号的处理和分析,可以获得被检测组织的详细图像。磁共振成像以其高分辨率和无创性的特点,被广泛应用于医疗诊断领域中。









电小二提醒大家,共振现象是一把双刃剑,它既可以被巧妙地利用来服务人类的生产生活、推动科技发展,也可能对工程结构、机械等带来安全隐患和不良影响。随着科学技术的不断进步,我们对共振现象的理解将更加深入,进而能够更精准地预测、利用和规避共振现象,使其更好地助力各领域的创新与进步。未来希望在更多新兴领域如微机电系统、量子调控等中发现共振现象新的应用价值和应对策略。





END


统   筹 | 陈   涛
策   划 | 王佳轩
封   面 | 王佳轩
图   片 | 王佳轩
文   案 | 夏守约
排   版 | 吴佳妮

审   核 | 张竞文


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