
見“ 共鳴器 ”。
共振器(gòng zhèn qì)是物理學和工程學中的重要術語,指能夠在特定頻率(共振頻率)下産生顯著振幅響應的裝置或系統。其核心原理是當外界激勵頻率與該系統固有頻率一緻時,系統會通過受迫振動吸收并儲存能量,導緻振幅急劇增大。以下是詳細解釋:
定義
共振器是一種物理系統或結構,當其受到頻率接近自身固有頻率(Natural Frequency)的外力作用時,會發生振幅顯著增大的振動現象,稱為共振(Resonance)。
來源:《現代漢語詞典》(第7版),商務印書館;《物理學名詞》(第二版),科學出版社。
工作原理
共振器通過能量選擇性積累實現功能:
數學表達為:
$$ Delta f = frac{f_0}{Q} $$
其中 (Delta f) 為帶寬,Q值決定共振峰的尖銳程度。
來源:《聲學基礎》(南京大學出版社);《機械振動理論及應用》(高等教育出版社)。
固有頻率(( f_0 ))
由系統自身屬性(如質量、彈性系數)決定,滿足公式:
$$ f_0 = frac{1}{2pi} sqrt{frac{k}{m}} $$
k為勁度系數,m為質量。
品質因數(Q值)
衡量能量損耗與頻率選擇性的關鍵參數:
來源:《電子電路設計基礎》(清華大學出版社)。
類型 | 典型示例 | 主要應用場景 |
---|---|---|
機械共振器 | 音叉、懸臂梁 | 傳感器、計時器、濾波器 |
聲學共振器 | 亥姆霍茲共鳴腔、管風琴管 | 樂器設計、噪聲控制、聲學材料 |
電磁共振器 | LC振蕩電路、微波諧振腔 | 無線電通信、粒子加速器 |
光學共振器 | 法布裡-珀羅幹涉儀、激光諧振腔 | 激光器、光譜分析 |
來源:《工程振動學》(機械工業出版社);《微波工程》(電子工業出版社)。
定義标準
理論擴展
工程應用
共振器是一種能夠通過外界激勵産生共振現象的物理裝置或系統,其核心原理是當外部激勵頻率與自身的固有頻率一緻時,能量會被高效吸收或放大。以下從定義、原理、應用等方面綜合解析:
共振器利用共振現象工作,即系統在特定頻率(固有頻率)下振動幅度顯著增大的現象。根據和,它通過儲存和傳遞能量實現波的放大或能量轉換,例如在電磁波、聲波或機械振動中,當外部頻率與共振器頻率匹配時,會引發強烈響應。
共振頻率的計算公式為: $$ F_{text{res}} = frac{1}{2pi sqrt{m cdot C}} $$ 其中,$m$為質量,$C$為彈性常數(如勁度系數)。不同領域(如電路中的LC振蕩器)的公式可能有所差異。
如需進一步了解具體應用案例或技術參數,可參考上述來源中的高權威性網頁(如、6、11)。
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