第十一章第十一章 机械波机械波第五节第五节 外力作用下的振动外力作用下的振动固有周期和固有频率固有周期和固有频率振动系统不受外力作用的振动振动系统不受外力作用的振动固有振动：固有振动：固有周期：固有振动的周期固有周期：固有振动的周期固有频率：固有振动的频率固有频率：固有振动的频率一一 、 阻尼振动阻尼振动 振振动动物物体体不不受受任任何何阻阻力力的的影影响响，只只在在回回复复力力作作用用下下所所作作的的振振动动，称称为为无无阻尼自由振动。阻尼自由振动。 在在回回复复力力和和阻阻力力作作用用下下的的振动称为阻尼振动。振动称为阻尼振动。阻阻尼尼：消消耗耗振振动动系系统统能能量量的原因。的原因。 二二 、受迫振动、受迫振动 系统在周期性系统在周期性外力作用下所进行的振外力作用下所进行的振动叫受迫振动动叫受迫振动. ( . ( 如扬如扬声器中纸盆的振动、机声器中纸盆的振动、机器运转时引起基座的振器运转时引起基座的振动动 ) ) 当受迫振动达当受迫振动达到稳定后，振动的振幅到稳定后，振动的振幅保持稳定不变保持稳定不变. .共振频率共振频率 共共 振振 频频 率率大阻尼大阻尼小阻尼小阻尼阻尼阻尼三三 、 共振共振 振子在作受迫振动时，当振子在作受迫振动时，当周期性外力的频率与振子的周期性外力的频率与振子的固有频率接近时，振子振幅固有频率接近时，振子振幅显著增加显著增加, , 在某一频率时在某一频率时, , 振幅达到最大，这一现象称振幅达到最大，这一现象称为共振为共振. . 达到共振时的频达到共振时的频率叫共振频率率叫共振频率. . 当阻尼趋于零时，共振当阻尼趋于零时，共振频率等于系统的固有频率频率等于系统的固有频率. . 共振现象在实际中的应用：共振现象在实际中的应用：乐器、收音机、乐器、收音机、 单摆单摆 1 1 作垂直作垂直于纸面的简谐运动时于纸面的简谐运动时, ,单单摆摆 5 5将作相同周期的简将作相同周期的简谐运动，其他单摆基本谐运动，其他单摆基本不动不动. .共振演示实验共振演示实验236145 共振演示实验共振演示实验共振的应用和防止共振的应用和防止微波炉加热原理微波炉加热原理 食物中水分子的振动频率约为食物中水分子的振动频率约为2500MHz 2500MHz ，具有大致相同频率的电磁波称为具有大致相同频率的电磁波称为 “微波微波” 。微。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，波炉加热食品时，炉内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内能，从而使食物的温度迅速升磁辐射能转化为内能，从而使食物的温度迅速升高。微波加热是对物体内部的整体加热，极大地高。微波加热是对物体内部的整体加热，极大地提高了加热效率。提高了加热效率。 共振现象的危害共振现象的危害19401940 年年1111月月7 7日美国日美国 TocamaTocama 悬索桥因共振而坍塌悬索桥因共振而坍塌再见再见