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简正频率英文解释翻译、简正频率的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 normal frequency

分词翻译:

简的英语翻译:

bamboo slips for writing on; brief; letter; ******

正的英语翻译:

correctitude; just; positive; principal
【计】 POS
【化】 nor-; ortho-
【医】 iusto; nor-; o-; ortho-

频率的英语翻译:

frequency
【计】 F; frequency
【化】 frequency
【医】 frequency
【经】 frequency

专业解析

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。

核心概念

  1. 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。

  2. 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。

  3. 物理意义

    • 每个简正频率对应系统的一种能量守恒的振动模式。
    • 在共振现象中,当外力频率接近某简正频率时,系统振幅会显著增大。

应用领域

权威参考

  1. 《振动与波》(A.P. French):详细阐述弦、杆等连续体的简正模式与频率计算。
  2. 《声学基础》(L.L. Beranek):分析声学系统中的简正频率及其测量方法。
  3. 《经典力学》(Goldstein, Poole & Safko):从拉格朗日力学角度推导多自由度系统的本征振动。

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。

网络扩展解释

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:

一、基本定义

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。

二、核心特性

  1. 离散性:简正频率是非连续的离散值,例如两端拉紧的弦振动满足条件:$L=nλ/2$,对应频率公式为$f_n=frac{nv}{2L}$(其中$n$为整数),呈现分立的频率序列。
  2. 层级关系:最低频率称为基频(基态频率),后续频率依次为第一泛频、第二泛频等,数值逐渐增大。
  3. 无限性:理论上系统存在无限多个简正频率,但实际应用中通常关注低频部分。

三、典型应用

  1. 机械系统:如弦线、薄膜的驻波振动,其波长和频率需满足边界条件,形成简正模式。
  2. 分子振动:分子中原子的简谐振动模式分为伸缩振动(键长变化)和弯曲振动(键角变化)。例如,n个原子组成的分子有3n-6种简正振动方式(直线型分子为3n-5)。

四、与普通频率的区别

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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