趣味科学实验:N156.声音的威力有多大?


       看电影的时候发现了一幕特别神奇的场景,电影中,声音居然将玻璃震裂了!声音有这么大的威力?

 

电影场景

 准备一只红酒杯,一根吸管放进酒杯中。你能用声音让吸管动起来吗?大家的第一个反应一定是对着杯子大喊吧!

不过很可惜,除非你的呼气吹动了吸管,否则吸管还是无动于衷的。换个方式,一只手固定酒杯稳定不懂,一只手摩擦杯壁,摩擦摩擦摩擦~

        哟哟哟!吸管动了起来!解释这个现象需要先带大家认识一个新的名字:共振的定义是两个振动频率相同的物体,当一个发生振动时,引起另一个物体振动的现象。要知道所有物体都具有所谓的固有频率(也叫自然频率),或者物体会在某一频率下振动。在声学上,共振也叫作“共鸣”,指的就是物体因共振而发声的现象,如两个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。


【128HZ的声波作用在猪肺上面】

猪肺与声波发生共振,发生明显的剧烈振动。


       上面的小游戏中,因为水杯的频率和人声频率不同,共振现象没有产生。而第二次,是因为杯子摩擦产生的振动让杯内的吸管震动了。所以,如果你的声音频率对了,音量足够大话,我们甚至可以让玻璃震碎的!

我们在实验室模拟出这样的“可怕 ”的声音吧!

声音共振震碎了玻璃杯

        事实上用人类的声音来震碎玻璃还是很困难的,尽管世界上也有人成功发声震碎了玻璃,但他们选择的玻璃都相对更“脆弱”一些。

        共振在生活中太常见了。粉碎机、测振仪、电振泵、测速仪等都是利用了共振现象,微波炉也是产生很强的振荡电磁场,使食物中的水分子作受迫振动,发生共振,将电磁辐射能转化为热能,从而使食物的温度迅速升高。

         同样的,共振也会带来一些危害。机器的运转可以因共振而损坏机座;

高山上的一声大喊,可引起山顶积雪发生大雪崩……

       另外,现在不少艺术家利用声音共振创造出了新的表现艺术!


【共振原理】共振是指一物理系统在特定频率下,比其他频率以更大的振幅做振动的情形;这些特定频率称之为共振频率。在共振频率下,很小的周期振动便可产生很大的振动,因为系统储存了动能。当阻力很小时,共振频率大约与系统自然频率或称固有频率相等,后者是自由振荡时的频率。自然中有许多地方有共振的现象如:乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振,电路的共振等。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。

共振在声学中亦称“共鸣”,它指的是物体因共振而发声的现象,比如两个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。在电学中,振荡电路的共振现象称为“谐振”。一般来说一个系统(不管是力学的、声响的还是电子的)有多个共振频率,在这些频率上振动比较容易,在其它频率上振动比较困难,我们常研究低范围的系统频率。


【共振的科学讲解】



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