
【化】 in phase vibration
【计】 in-phase; same phase
oscillate; vibrate; bob; librate; quiver
【化】 oscillations; vibration
【医】 oscillate; oscillation; oscillo-; vibrate; vibration
同相振动指两个或多个振动系统在运动过程中,其相位差始终保持为零的状态。这意味着它们的振动步调完全一致:同时达到最大位移(波峰)、同时通过平衡位置、同时抵达最小位移(波谷)。该概念在物理学与工程学中具有重要应用价值,尤其在波动叠加、机械协同及信号同步领域。
相位关系
同相振动的关键特征是相位差 (Delta phi = 0) 或 (2kpi)((k)为整数)。例如,两个简谐振动 (x_1 = A cos(omega t)) 和 (x_2 = A cos(omega t)) 的振动状态始终同步,无时间延迟(来源:《机械振动基础》,清华大学出版社)。
物理表现
在机械系统中,同相振动的物体位移方向、速度方向完全一致。声学中,同相声波叠加会形成相长干涉,使振幅加倍(来源:《声学原理》,南京大学出版社)。
工程应用
英文表述为"in-phase vibration",强调振动体间无相位偏移(phase offset)。例如:"The two pendulums exhibit in-phase vibration when their natural frequencies match"(来源:Oxford Dictionary of Physics)。
同相振动是指两个或多个振动系统的相位差始终为零,表现为完全同步的运动状态。以下是详细解释:
相位差的定义
相位是描述振动步调的参数。当两个振动的相位差$Delta phi = 0$(或$2pi$的整数倍)时,称为同相振动。这意味着它们的振动方向、速度及位移方向始终保持一致。
运动特征
在同相振动中,振子会同时到达平衡位置、最大正位移和最大负位移处,步调完全一致。例如,若两弹簧振子以同相振动,它们会同时向同一方向运动,并在同一时刻完成一个周期。
必要条件
同相振动要求两个振动的频率(或周期)相同,但振幅可以不同。若频率不同,相位差会随时间变化,无法保持同步。
实际应用示例
在机械系统中,例如转子不平衡时,轴承在同一方向(水平或垂直)的振动可能表现为同相,尤其是在一阶临界转速以下;而在接近二阶临界转速时,振动可能转为反相。
与反相振动的对比
反相振动的相位差为$pi$,表现为振子运动方向始终相反。例如,当一个振子到达正最大位移时,另一个到达负最大位移。
总结来看,同相振动是振动同步性的体现,常见于物理系统(如机械、声学)中频率匹配的多个振动体相互作用的情况。
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