18世紀中葉,一群士兵在統帥的指揮下,邁著威嚴整齊劃一的步伐,在法國昂熱市過橋,當他們快要走到橋中間時,橋突然劇烈顫抖,最後斷裂坍塌,造成許多官兵和市民落水而死。 經過調查,這場悲劇的罪魁禍首是共鳴!
在初中物理上,我們都見過這樣的現象。 兩個相同的音叉,當我們用錘子讓乙個音叉振動時,我們發現另乙個音叉也會振動。 共振是指在外激勵下產生的強迫振動,如果外激勵的頻率接近系統的頻率,則強制振動的幅度可能達到非常大的值。 當乙個物理系統傾向於以其固有振動頻率(所謂的共振頻率)和固有波長從周圍環境中吸收更多的能量時。 自然界中有很多地方存在共振現象。
我們通常在戶外攀登,但最近我們選擇了陽光明媚的日子。 暴風雨或大雪過後,岩石會因不同程度的膨脹而開裂。 眾所周知,風產生的振動恰好是次聲波,當這種風振動的頻率與岩石的固有頻率相同時,岩石就會被迫振動,從而造成落石的危險。
如果風蝕蘑菇的頂層岩石重心與基岩不一致,上部岩石很容易掉落。 如果一塊大石頭從地上掉下來,在地面上不穩定,當強風吹來時,它會隨之搖晃,這被稱為搖石或風動石。 垂直裂隙形成的岩土體在長期風蝕作用下形成一些孤立的石(土)柱,稱為風蝕柱。 一旦某一風振動的頻率與風蝕柱的固有頻率相同,就會造成大規模的山體滑坡,下山的徒步旅行者的後果將是難以想象的。
還有懸索橋,尤其是鋼筋或木橋,一是上面不能有太多人行走,二是滿足承重條件,大家不能整齊地走在一起,更不能整齊地搖晃。 一旦大家的腳步聲或晃動的頻率與橋的頻率相同,難免會斷橋,人會跌倒。
如果我們在雪山上戶外,要特別注意不要發出很大的噪音,腳步聲也不要振動得太劇烈。 這是因為山上的冰雪之間,有一些地方鬆散,有很多縫隙,在聲波的影響下會產生共振,導致冰破裂,無法承受上面冰雪的壓力,導致冰雪崩塌。
雪崩是由某種原因引起的自然現象,導致雪崩的原因有很多。 在常年被積雪覆蓋的高山上,搖晃或大聲的噪音有時會導致積聚在山上的冰雪突然坍塌。
因此,登山者在登山時嚴禁大聲喊叫,因為如果喊叫的頻率與山上積雪的自然頻率重合,就會因共振而引起雪崩,後果會非常嚴重。
總之,我們戶外人一定要掌握一定的科學知識,盡量不要大聲喊叫,在極端天氣下,或者在冰雪中行走,一定要避免因共振引起的惡性事故。
2024年3月3日,在宜昌尚書巷,石寨。