
【化】 in phase vibration
【計】 in-phase; same phase
oscillate; vibrate; bob; librate; quiver
【化】 oscillations; vibration
【醫】 oscillate; oscillation; oscillo-; vibrate; vibration
同相振動指兩個或多個振動系統在運動過程中,其相位差始終保持為零的狀态。這意味着它們的振動步調完全一緻:同時達到最大位移(波峰)、同時通過平衡位置、同時抵達最小位移(波谷)。該概念在物理學與工程學中具有重要應用價值,尤其在波動疊加、機械協同及信號同步領域。
相位關系
同相振動的關鍵特征是相位差 (Delta phi = 0) 或 (2kpi)((k)為整數)。例如,兩個簡諧振動 (x_1 = A cos(omega t)) 和 (x_2 = A cos(omega t)) 的振動狀态始終同步,無時間延遲(來源:《機械振動基礎》,清華大學出版社)。
物理表現
在機械系統中,同相振動的物體位移方向、速度方向完全一緻。聲學中,同相聲波疊加會形成相長幹涉,使振幅加倍(來源:《聲學原理》,南京大學出版社)。
工程應用
英文表述為"in-phase vibration",強調振動體間無相位偏移(phase offset)。例如:"The two pendulums exhibit in-phase vibration when their natural frequencies match"(來源:Oxford Dictionary of Physics)。
同相振動是指兩個或多個振動系統的相位差始終為零,表現為完全同步的運動狀态。以下是詳細解釋:
相位差的定義
相位是描述振動步調的參數。當兩個振動的相位差$Delta phi = 0$(或$2pi$的整數倍)時,稱為同相振動。這意味着它們的振動方向、速度及位移方向始終保持一緻。
運動特征
在同相振動中,振子會同時到達平衡位置、最大正位移和最大負位移處,步調完全一緻。例如,若兩彈簧振子以同相振動,它們會同時向同一方向運動,并在同一時刻完成一個周期。
必要條件
同相振動要求兩個振動的頻率(或周期)相同,但振幅可以不同。若頻率不同,相位差會隨時間變化,無法保持同步。
實際應用示例
在機械系統中,例如轉子不平衡時,軸承在同一方向(水平或垂直)的振動可能表現為同相,尤其是在一階臨界轉速以下;而在接近二階臨界轉速時,振動可能轉為反相。
與反相振動的對比
反相振動的相位差為$pi$,表現為振子運動方向始終相反。例如,當一個振子到達正最大位移時,另一個到達負最大位移。
總結來看,同相振動是振動同步性的體現,常見于物理系統(如機械、聲學)中頻率匹配的多個振動體相互作用的情況。
【别人正在浏覽】