急求生活中的共振现象的原理与应用的作文

2022-04-16 时事 85阅读
根据声学原理,一切物体都存在其固有频率,当外界同频率的声波作用于这个物体时,就会发生共振现象,引起它的剧烈震动。轻者震动发声,重者甚至会破碎解体。吉他、其他乐器甚至建筑物都是如此,当一队军人列队过桥时,指挥官会命令把齐步走变成碎步,目的就是防止桥梁与步伐产生共振,造成倒塌事故。  共振酿出事故  2004年9月10日晚,河南省延津县摩托车飞车团在临漳县演出时,发生演出看台棚架倒塌事故,砸伤30余人。事故原因后查明,一是棚架使用的钢管管壁较薄,使用年限较久;二是棚架所使用的材料为废旧劣质材料,材料承载力不足;三是安装人员均为无资质的施工人员,安装结构不合理;四是摩托车表演时产生巨大离心力,与棚架上的观众形成共振超过了棚架的承载力量。据《燕赵晚报》  震波易与高楼“共振”  今年汶川地震发生后,一些高层建筑普遍有震感,“摇晃”得比较明显。专家解释,高层建筑有震感的原因是“共振”所致,因为高层楼房的桩基所处位置很深,一般到地下40米左右,且桩基都是钢筋混凝土结构,与整幢楼融为一体,高层建筑的这种结构被称为“柔性整体结构”,当发生地震时,高层建筑正是通过深入地下数十米的地下结构,感受到地层深处数千里外传递过来的震动。一旦自振频率与抵达的震波频率相近,就会发生共振,虽然地下的振幅只有几厘米,但传递到高层上部时振幅就会被放大,所以高层建筑上层会有更明显震感。

物体的固有频率相同时,产生共振核磁共振的原理核磁共振现象来源于原子核的自旋角动量在外加磁场作用下的进动。根据量子力学原理,原子核与电子一样,也具有自旋角动量,其自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数决定,实验结果显示,不同类型的原子核自旋量子数也不同:质量数和质子数均为偶数的原子核,自旋量子数为0质量数为奇数的原子核,自旋量子数为半整数质量数为偶数,质子数为奇数的原子核,自旋量子数为整数迄今为止,只有自旋量子数等于1/2的原子核,其核磁共振信号才能够被人们利用,经常为人们所利用的原子核有:1H、11B、13C、17O、19F、31P由于原子核携带电荷,当原子核自旋时,会由自旋产生一个磁矩,这一磁矩的方向与原子核的自旋方向相同,大小与原子核的自旋角动量成正比。将原子核置于外加磁场中,若原子核磁矩与外加磁场方向不同,则原子核磁矩会绕外磁场方向旋转,这一现象类似陀螺在旋转过程中转动轴的摆动,称为进动。进动具有能量也具有一定的频率。原子核进动的频率由外加磁场的强度和原子核本身的性质决定,也就是说,对于某一特定原子,在一定强度的的外加磁场中,其原子核自旋进动的频率是固定不变的。原子核发生进动的能量与磁场、原子核磁矩、以及磁矩与磁场的夹角相关,根据量子力学原理,原子核磁矩与外加磁场之间的夹角并不是连续分布的,而是由原子核的磁量子数决定的,原子核磁矩的方向只能在这些磁量子数之间跳跃,而不能平滑的变化,这样就形成了一系列的能级。当原子核在外加磁场中接受其他来源的能量输入后,就会发生能级跃迁,也就是原子核磁矩与外加磁场的夹角会发生变化。这种能级跃迁是获取核磁共振信号的基础。为了让原子核自旋的进动发生能级跃迁,需要为原子核提供跃迁所需要的能量,这一能量通常是通过外加射频场来提供的。根据物理学原理当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同的时候,射频场的能量才能够有效地被原子核吸收,为能级跃迁提供助力。因此某种特定的原子核,在给定的外加磁场中,只吸收某一特定频率射频场提供的能量,这样就形成了一个核磁共振信号.
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