
【化】 normal frequency
bamboo slips for writing on; brief; letter; ******
correctitude; just; positive; principal
【計】 POS
【化】 nor-; ortho-
【醫】 iusto; nor-; o-; ortho-
frequency
【計】 F; frequency
【化】 frequency
【醫】 frequency
【經】 frequency
簡正頻率 (Normal Frequency)
在物理學(特别是振動理論和聲學)中,簡正頻率(也稱為本征頻率或固有頻率)指一個振動系統在不受外力驅動時,能夠以特定模式自由振動的頻率。它是系統本身的固有屬性,由系統的幾何結構、質量分布和剛度等物理參數決定。
簡正模式 (Normal Modes)
振動系統可能存在多種獨立的振動模式,每種模式對應一個特定的簡正頻率。例如,一根兩端固定的弦有多種振動模式(如基頻、二次諧波等),每種模式以不同的頻率振動。
數學表達
簡正頻率通常通過求解系統的本征值問題得到。以多自由度系統為例,其運動方程可表示為:
$$
mathbf{M} ddot{mathbf{x}} + mathbf{K} mathbf{x} = 0
$$
其中 (mathbf{M}) 為質量矩陣,(mathbf{K}) 為剛度矩陣。通過假設解為簡諧振動 (mathbf{x} = mathbf{u} e^{i omega t}),可推導出本征方程:
$$
(mathbf{K} - omega mathbf{M}) mathbf{u} = 0
$$
非零解的條件是行列式為零:
$$
det(mathbf{K} - omega mathbf{M}) = 0
$$
解出的 (omega) 即為系統的簡正頻率。
物理意義
注:因搜索結果未提供直接鍊接,以上引用來源為經典物理學教材,讀者可通過學術數據庫或出版社官網查閱。
簡正頻率是描述振動系統固有特性的物理概念,具體解釋如下:
簡正頻率(Normal Frequency)指振動系統在無外界幹擾時,自然呈現的一系列離散固有頻率。這些頻率由系統本身的物理參數(如質量、剛度、邊界條件等)決定,與外部激勵無關。
普通頻率指任意周期性事件在單位時間内的重複次數(如定義的$f=1/T$),而簡正頻率特指系統固有振動模式的離散頻率,僅與系統自身屬性相關。
擴展提示:簡正頻率在聲學、量子力學、結構動力學等領域均有重要應用,例如樂器調音依賴弦的簡正頻率,分子光譜分析則涉及分子振動模式的簡正頻率。
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