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。……