
【化】 normal frequency
bamboo slips for writing on; brief; letter; ******
correctitude; just; positive; principal
【计】 POS
【化】 nor-; ortho-
【医】 iusto; nor-; o-; ortho-
frequency
【计】 F; frequency
【化】 frequency
【医】 frequency
【经】 frequency
简正频率 (Normal Frequency)
在物理学(特别是振动理论和声学)中,简正频率(也称为本征频率或固有频率)指一个振动系统在不受外力驱动时,能够以特定模式自由振动的频率。它是系统本身的固有属性,由系统的几何结构、质量分布和刚度等物理参数决定。
简正模式 (Normal Modes)
振动系统可能存在多种独立的振动模式,每种模式对应一个特定的简正频率。例如,一根两端固定的弦有多种振动模式(如基频、二次谐波等),每种模式以不同的频率振动。
数学表达
简正频率通常通过求解系统的本征值问题得到。以多自由度系统为例,其运动方程可表示为:
$$
mathbf{M} ddot{mathbf{x}} + mathbf{K} mathbf{x} = 0
$$
其中 (mathbf{M}) 为质量矩阵,(mathbf{K}) 为刚度矩阵。通过假设解为简谐振动 (mathbf{x} = mathbf{u} e^{i omega t}),可推导出本征方程:
$$
(mathbf{K} - omega mathbf{M}) mathbf{u} = 0
$$
非零解的条件是行列式为零:
$$
det(mathbf{K} - omega mathbf{M}) = 0
$$
解出的 (omega) 即为系统的简正频率。
物理意义
注:因搜索结果未提供直接链接,以上引用来源为经典物理学教材,读者可通过学术数据库或出版社官网查阅。
简正频率是描述振动系统固有特性的物理概念,具体解释如下:
简正频率(Normal Frequency)指振动系统在无外界干扰时,自然呈现的一系列离散固有频率。这些频率由系统本身的物理参数(如质量、刚度、边界条件等)决定,与外部激励无关。
普通频率指任意周期性事件在单位时间内的重复次数(如定义的$f=1/T$),而简正频率特指系统固有振动模式的离散频率,仅与系统自身属性相关。
扩展提示:简正频率在声学、量子力学、结构动力学等领域均有重要应用,例如乐器调音依赖弦的简正频率,分子光谱分析则涉及分子振动模式的简正频率。
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