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可敬、可怕、可愛的共振

可敬、可怕、可愛的共振



古希臘學者阿基米德曾豪情萬丈地宣稱:給我一個支點,我能撬動地球。而現代的美國發明家特斯拉(1856-1943)更是牛氣,他說:用一件共振器,我就能把地球一裂(分)為二!

他來到華爾街,爬上一座尚未竣工的鋼骨結構樓房,從大衣口袋裡掏出一件小物品,把它夾在其中一根鋼樑上,然後按動上面的一個小鈕。數分鐘後,可以感覺到這根鋼樑在顫抖。慢慢地,顫抖的強度開始增加,延伸到整座樓房。最後,整個鋼骨結構開始吱吱嘎嘎地發出響聲,並且搖擺晃動起來。眼見事情越鬧越大,他覺得這個惡作劇該收場了,於是,把那件小物品收了回來,然後從一個地下通道悄悄地溜開了。


共振創造了世界


共振是物理學上的一個運用頻率非常高的專業術語。共振在聲學中亦稱「共鳴」,它指的是物體因共振而發聲的現象,如兩個頻率相同的音叉靠近,其中一個振動發聲時,另一個也會發聲。在電學中,振蕩電路的共振現象稱為「諧振」。


共振不僅在物理學上運用頻率非常高,而且,共振現象也可以說是一種宇宙間最普遍和最頻繁的自然現象之一。甚至可以這麼說,沒有共振就沒有世界。

共振是宇宙間一切物質運動的一種普遍規律,人及其他的生物也是宇宙間的物質,當然共振也是普遍存在於這些生命中了。人除了呼吸、心跳、血液循環和說話等都有其固有頻率外,人的大腦進行思維活動時產生的腦電波也會發生共振現象。許多動物身上也存在著共振現象。炎熱的午間,蟬兒發出的「知了、知了」聲;寧靜的夜晚,蟋蟀發出的「嘰—嘶」聲;還有不知疲倦的大肚子蟈蟈的鳴叫聲,儘管聲調不同,但都藉助了共振原理。


我們知道,紫外線是太陽發出的一種射線,它如果大舉入侵地球,人類及各種生物勢必遭受極大的危害。不過不用擔心,我們有大氣層中的臭氧層,它們能阻止紫外線的長驅直入。當紫外線經過大氣層時,臭氧層的振動頻率恰恰能與紫外線產生共振,因而就使這種振動吸收了大部分的紫外線。


共振還是一個善於使用色彩和色調的魔幻繪畫師。如鈉光是黃的,因為鈉原子的振動所產生的是黃色的光。水銀原子的振動發出藍光。氖原子送出的振動到了你眼中,就成為了紅色等等。我們生活中有著如此迷人的花紅柳綠,無不是拜共振所賜。


共振亦能毀滅世界


任何事物都是有兩面性的,共振在給我們帶來福音的同時,它也有著非常巨大的危害性。

說到共振的危害,人們最為熟知和引用得最多的,便是下面這個例子:18世紀中葉,一隊士兵在指揮官的口令下,邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐,通過法國昂熱(Angers)市一座大橋,快走到橋中間時,橋樑突然發生強烈的顫動並且最終斷裂坍塌,造成許多官兵和市民落入水中喪生。事後調查,造成這次慘劇的罪魁禍首,正是共振。


給人類帶來重大傷亡和財產損失的地震,其中亦有共振的「幢幢魔影」:當地殼裡的某一板塊發生斷裂時,產生的波動頻率傳到地面上,與建築物產生強烈的共振,於是,就造成了屋毀人亡的慘劇。


實際上,共振的危害程度和範圍還遠遠不止於此。持續發出的某種頻率的聲音會使玻璃杯破碎;機器的運轉可以因共振而損壞機座;高山上的一聲大喊,可引起山頂積雪發生大雪崩……


人們在生活和生產中會接觸到各種振動源,這些振動都可能會對人體產生危害。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些振動源的頻率與人體有關部位的固有頻率產生共振。並且,為了保障工人的安全與健康,有關部門己作出了相應規定,要求用手工操作的各類振動機械的頻率必須大於20赫茲。


對人危害程度尤為厲害的是次聲波所產生的共振。次聲波是一種每秒鐘振動很少、我們耳朵聽不到的聲波,自然界的很多現象都能產生次聲波。目前已研製出次聲波槍和次聲波炸彈。它們利用頻率為16赫茲左右的次聲波,與人體內的某些器官發生共振,使「受振者」的器官發生變形、位移或出血。

合理利用共振


實際上,中國人對於共振的運用,可追溯到很久遠的年代。如唐代軍隊中就有一種用皮革製成的叫做「空胡鹿」的隨軍枕,讓聽覺靈敏和睡覺警醒的戰士在宿營時使用,「凡人馬行在三十里外,東西南北皆響聞」。


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