光纖傳導(dǎo)共振球

譚璟升 王林海 覃治航

2020年5月的一個(gè)中午，廣東省東莞市虎門大橋頻繁發(fā)生橋面抖動(dòng)現(xiàn)象，橋面一度被封鎖。專家到現(xiàn)場(chǎng)查勘后得出結(jié)論：這是橋梁領(lǐng)域常見(jiàn)的渦振現(xiàn)象，與不久前加設(shè)在橋面上的水馬有關(guān)。

渦振現(xiàn)象一般指渦激振動(dòng)或渦激共振，是一種與風(fēng)有關(guān)的自然現(xiàn)象，當(dāng)空氣等流體通過(guò)物體后出現(xiàn)渦旋脫落，這些漩渦脫落的頻率會(huì)與橋梁的固有頻率形成共振。那么什么是共振？共振原理是什么？如何產(chǎn)生共振？我們對(duì)此產(chǎn)生了濃厚興趣。

經(jīng)過(guò)一番了解，我們萌生了設(shè)計(jì)制作一個(gè)能夠人為制造共振的裝置——光纖傳導(dǎo)共振球，它能夠呈現(xiàn)明顯的共振現(xiàn)象，還能顯示具體的共振頻率，便于同學(xué)們理解共振原理，從而激發(fā)大家學(xué)習(xí)物理的興趣。

●準(zhǔn)備材料

LED紅燈組合（放在共振球里）、12V電源適配器、功放板（帶藍(lán)牙功能）、共振球（3D打印，輕且硬度能承受鉆孔）、碳纖維桿、透明的塑料光纖（黏附在碳纖維桿上）、熒光紅漆（涂抹在碳纖維桿末端，加強(qiáng)視覺(jué)效果）、話筒及話筒轉(zhuǎn)接線（連到功放板）、共振喇叭、共振箱（音叉共鳴箱，把喇叭的聲音通過(guò)共振放大）。

●作品說(shuō)明

整個(gè)裝置通電后，LED燈組會(huì)亮起紅色，經(jīng)由光纖傳導(dǎo)至光纖末端，可以看到桿末端有星星點(diǎn)點(diǎn)的紅色亮點(diǎn)。

將手機(jī)藍(lán)牙與功放板藍(lán)牙連接，用手機(jī)播放音樂(lè)或一定頻率的聲音信號(hào)，經(jīng)由功放放大后傳至共振喇叭，喇叭發(fā)聲并振動(dòng)從而帶動(dòng)碳纖維桿晃動(dòng)。當(dāng)聲音的振動(dòng)頻率與碳纖維桿的固有頻率相同時(shí)，就能引起碳纖維桿共振。……