第1个回答 2015-04-16
振动是宇宙普遍存在的一种现象,总体分为宏观振动(如地震、海啸)和微观振动(基本粒子的热运动、布朗运动)。一些振动拥有比较固定的波长和频率,一些振动则没有固定的波长和频率。两个振动频率相同的物体,其中一个物体振动时能够让另外一个物体产生相同频率的振动,这种现象叫做共振,共振现象能够给人类带来许多好处和危害。不同的原子拥有不同的振动频率,发出不同频率的光谱,因此可以通过光谱分析仪发现物质含有哪些元素。在常温下,粒子振动幅度的大小决定了物质的形态(固态、液态和气态)。不同的物质拥有不同的熔点、凝固点和汽化点也是由粒子不同的振动频率决定的。我们平时所说的气温就是空气粒子的振动幅度。任何振动都需要能量来源,没有能量来源就不会产生振动。物理学规定的绝对零度就是连基本粒子都无法产生振动的温度,也是宇宙的最低温度。振动原理广泛应用于音乐、建筑、医疗、制造、建材、探测、军事等行业,有许多细小的分支,对任何分支的深入研究都能够促进科学的向前发展,推动社会进步。
中文名
振动
外文名
vibration
领 域
物理
定 义
物体的往复运动
分 类
宏观振动和微观振动
目录
1基本概念
▪ 定义
▪ 概念
2振动的分类
3简谐振动
▪ 定义
▪ 特点
▪ 广义上的振动
4机械振动
▪ 定义
▪ 振动在机械行业中的应用
5振动对人体的危害及防护
1基本概念
定义
振动(又称振荡)是指一个状态改变的过程。即物体的往复运动。
在高中物理,可以定量研究(可以用公式法、作图法、列表法给出确定数值)的,只有四种最简单的运动:匀变速直线运动、匀速圆周运动、抛体运动和简谐振动。
复杂的运动,可以依托这四种运动,进行定性研究。
如果硬要定量研究复杂的运动,也是依托这四种运动,作近似研究的。
这四种最简单的运动中,匀变速直线运动和抛体运动是"一去不复返"的运动,运动状态(位置、速度)与时间的关系是拓朴(一一对应)的、不可重复的。
概念
振动是自然界最普遍的现象之一。大至宇宙,小至亚原子粒子,无不存在振动。各种形式的物理现象,包括声、光、热等都包含振动。人们生活中也离不开振动:心脏的搏动、耳膜和声带的振动,都是人体不可缺少的功能;人的视觉靠光的刺激,而光本质上也是一种电磁振动;生活中不能没有声音和音乐,而声音的产生、传播和接收都离不开振动。在工程技术领域中,振动现象也比比皆是。例如,桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动,飞机和船舶在航行中的振动,机床和刀具在加工时的振动,各种动力机械的振动,控制系统中的自激振动,等等。
在许多情况下,振动被认为是消极因素。例如,振动会影响精密仪器设备的功能,降低加工精度和光洁度,加剧构件的疲劳和磨损,从而缩短机器和结构物的使用寿命,振动还可能引起结构的大变形破坏,有的桥梁曾因振动而坍毁;飞机机翼的颤振、机轮的抖振往往造成事故;车船和机舱的振动会劣化乘载条件;强烈的振动噪声会形成严重的公害。
然而,振动也有它积极的一面。例如,振动是通信、广播、电视、雷达等工作的基础。50年代以来,陆续出现许多利用振动的生产装备和工艺。例如,振动传输、振动筛选、振动研磨、振动抛光、振动沉桩、振动消除内应力等等。它们极大地改善了劳动条件,成十、百倍地提高劳动生产率。可以预期,随着生产实践和科学研究的不断进展,振动的利用还会与日俱增。
各个不同领域中的振动现象虽然各具特色,但往往有着相似的数学力学描述。正是在这种共性的基础上,有可能建立某种统一的理论来处理各种振动问题。振动学就是这样一门基础学科,它借助于数学、物理、实验和计算技术,探讨各种振动现象的机理,阐明振动的基本规律,以便克服振动的消极因索,利用其积极因素,为合理解决实践中遇到的各种振动问题提供理论依据。
2振动的分类
按能否用确定的时间函数关系式描述,将振动分为两大类,即确定性振动和随机振动(非确定性振动)。确定性振动能用确定的数学关系式来描述,对于指定的某一时刻,可以确定一相应的函数值。随机振动具有随机特点,每次观测的结果都不相同,无法用精确的数学关系式来描述,不能预测未来任何瞬间的精确值,而只能用概率统计的方法来描述这的规律。例如:地震就是一种随机振动。
振动分类
确定性振动又分为周期振动和非周期振动。周期振动包括简谐周期振动和复杂周期振动。简谐周期振动只含有一个振动频率。而复杂周期振动含有多个振动频率,其中任意两个振动频率之比都是有理数。非周期振动包括准周期振动和瞬态振动。准周期振动没有周期性,在所包含的多个振动频率中至少有一个振动频率与另一个振动频率之比为无理数。瞬态振动是一些可用各种脉冲函数或衰减函数描述的振动。[1]
匀速圆周运动和简谐振动
站在长时间的角度看(或者说"宏观地看"),是周期性的、不断重复的。站在一个周期的时间内看(或者说"微观地看"),是拓朴的、不可重复的。因此,后两种运动,比前两种运动,复杂得多。本回答被网友采纳