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看不見的“殺手”
青島新聞網(wǎng)  2004-02-17 00:00:00 

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  段艷芳

  1890年的一天,天氣晴朗,陽(yáng)光照耀的蔚藍(lán)海面上,一艘巨輪破浪前進(jìn)。一切都是那么賞心悅目。為了趕時(shí)間,船長(zhǎng)下令改變行進(jìn)速度。舵手剛剛改變了航行速度,突然巨輪劇烈顫動(dòng)起來(lái)。一時(shí)間,人們不知發(fā)生了什么事,頓時(shí)驚慌不已、方寸大亂。船長(zhǎng)也莫名其妙,急忙命令船員查找原因,并讓舵手拼命掌握好方向。船員檢查的結(jié)果,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常,沒有發(fā)現(xiàn)任何故障,但輪船還是顫動(dòng)不停,而且愈來(lái)愈厲害。不久,這艘巨輪就沉沒了。

  這艘船究竟為什么沉沒?后來(lái)組織專家對(duì)沉船進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)查,對(duì)各種可能的原因進(jìn)行了分析。發(fā)動(dòng)機(jī)直到沉沒之前,未發(fā)現(xiàn)任何故障。是暗礁嗎?可這一帶海況很好,沒有暗礁。惡劣的天氣?那天的天氣非常好,氣象原因也被排除。學(xué)者們百思不得其解,總不能說突然來(lái)了妖魔把船吃掉了吧。

  直到20世紀(jì)中期,這個(gè)謎團(tuán)才被科學(xué)家揭開。原來(lái),導(dǎo)致這艘輪船沉沒的是一個(gè)看不見的殺手———共振。共振是什么?當(dāng)兩個(gè)物體固有頻率相同,其中一個(gè)振動(dòng),另一個(gè)也會(huì)隨著發(fā)生振動(dòng)。據(jù)《莊子》記載,有一個(gè)叫魯遽的人,能歌善談。有一次,他向眾人做了這么一個(gè)表演,他拿了兩個(gè)大小、形狀、構(gòu)造都相同的瑟,并且把其中一個(gè)放在堂屋里,另一個(gè)放在另一間房子里。當(dāng)他在堂屋里彈出“宮”音時(shí),另一間屋子里那個(gè)瑟也自動(dòng)發(fā)出了“宮”音;當(dāng)他在另一間房間里彈出“角”音時(shí),堂屋里的這一個(gè)也跟著發(fā)出“角”音。

  模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示,那艘巨輪的設(shè)計(jì)有先天的缺陷。當(dāng)輪船的航行速度到達(dá)某一數(shù)值時(shí),機(jī)器的振動(dòng)周期和船身的固有周期剛好一致,于是發(fā)生了共振現(xiàn)象,船體的劇烈振動(dòng)導(dǎo)致了悲劇的發(fā)生。

  共振這個(gè)看不見的殺手,還可能在很多地方逞兇作亂。

  終年積雪的山地上,每當(dāng)春天來(lái)臨的時(shí)候,冰雪開始融化,變得松軟而多裂紋。有時(shí),一個(gè)動(dòng)物的吼聲,使得空氣發(fā)生振動(dòng)。這振動(dòng)的周期一旦和雪層中的某一部分的周期相同,就引起雪層的共振,轉(zhuǎn)眼間大片雪層呼嘯而下,就形成了危害性極大的“雪崩”。在建筑、航海等方面都必須考慮共振的影響,稍有疏忽就會(huì)引起災(zāi)難性的后果。航天飛船在發(fā)射升天和返回地面的時(shí)候要經(jīng)受劇烈的、各種頻率的振動(dòng),設(shè)計(jì)師要想避免一切共振的發(fā)生,是很困難的,這是航天技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)所在。

  

  

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