
【化】 resonance frequency; resonant frequency
共振頻率(Resonance Frequency)指物理系統在受到周期性外力作用時,振幅達到最大值的特定頻率。當外力頻率與系統固有頻率一緻時,系統儲存的能量達到峰值,稱為共振現象。該概念在物理學、工程學及聲學等領域具有核心地位。
漢語定義
根據《物理學名詞》,共振頻率是“振動系統在受迫振動中,振幅達到極大值時的頻率”。
示例:彈簧振子系統中,當外力頻率等于 $sqrt{frac{k}{m}}$($k$ 為勁度系數,$m$ 為質量)時發生共振。
英語定義
Oxford Dictionary of Physics 将Resonance Frequency 定義為:
"The frequency at which a system oscillates with maximum amplitude when driven by an external periodic force."
共振頻率 $f_0$ 取決于系統固有屬性:
$$ f_0 = frac{1}{2pi} sqrt{frac{k}{m}} quad text{(機械系統)}
$$
電路系統中(如RLC電路),公式為:
$$ f_0 = frac{1}{2pi sqrt{LC}}
$$
其中 $L$ 為電感,$C$ 為電容。
樂器調音依賴空氣柱共振頻率(如笛孔間距決定音高)。
無線電接收器通過調節電路共振頻率篩選特定信號波段。
橋梁設計需規避風載共振頻率,防止振幅累積導緻坍塌(如1940年塔科馬大橋事故)。
共振頻率是物理學中的重要概念,指一個系統在受到外部周期性激勵時,當激勵頻率與系統的固有頻率接近或相等時,系統振動幅度達到最大的現象。以下是詳細解析:
基本定義
共振頻率是物體或系統在特定頻率下,對外部激勵産生最大振幅響應的頻率。此時,系統儲存的振動能量達到峰值,即使很小的驅動力也能引發強烈振動。
與固有頻率的關系
當系統阻尼(阻力)較小時,共振頻率近似等于系統的固有頻率(即自由振動時的頻率)。固有頻率由系統本身的物理特性(如質量、彈性系數)決定。
不同系統的共振頻率公式不同,常見示例如下:
在股票技術分析中,“共振頻率”被借喻為市場參與者共同反應形成的交易節奏,屬于概念遷移應用。
如需進一步了解公式推導或具體案例,可參考物理學教材或工程振動分析資料。
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