然后在紙杯邊緣處扎個洞

將金屬絲彎一個直角

然后依次穿入紙杯的洞中

將紙環(huán)穿入金屬絲中

然后對著紙杯“高歌一曲”

發(fā)現(xiàn)紙環(huán)轉(zhuǎn)動了起來

用小風車會有什么不同呢？

聲帶振動帶動了空氣振動，聲波被杯子聚攏，傳導到鐵絲又使得鐵絲振動。鐵絲振動的時候，會帶動沒有定死的小圓盤一起振動。

小圓盤的振動一開始是沒有規(guī)律的。當小圓盤振動的頻率和鐵絲振動的本征頻率耦合時，會產(chǎn)生共振。對于這個頻率，小圓盤會做圓周運動。

大家可以嘗試一下，如果改變聲音的高低，即聲帶振動的頻率，鐵絲振動的頻率也會改變，這時耦合就會消失，小圓盤不在旋轉(zhuǎn)。

共振這一現(xiàn)象是我們在學習物理的過程中很早遇到的概念，當兩個頻率相同方向相同的振動相互疊加時，振動的幅度會最大。

共振

當一個物體受到某一頻率的外界力所驅(qū)動時，它的運動方程為：

其中,為其共振頻率,為其粘滯系數(shù)。

可以看出，當外部頻率接近共振頻率時，振幅會迅速增大。

對于轉(zhuǎn)動方程來說過程是一樣的。我們只需做一些簡單的替換，將質(zhì)量改為轉(zhuǎn)動慣量，位移改為轉(zhuǎn)動角度，當外部驅(qū)動頻率接近共振頻率時，小風車便會快速的轉(zhuǎn)起來。

通常一個體系中的振動與轉(zhuǎn)動并非相互獨立的，它們會存在一些耦合作用。比如兩個彈簧連接的物體圍繞著他們的質(zhì)心旋轉(zhuǎn)時，可能會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)聯(lián)振的情形，導致體系旋轉(zhuǎn)的的角速度發(fā)生振蕩，所以直升機的設計中必須包含減震裝置，否則旋轉(zhuǎn)聯(lián)振會引起螺旋槳的速度振動導致災難的發(fā)生。

你，愿意和小編產(chǎn)生共振嗎？

參考資料：

《Quartz Crystal Tuning Fork in Super?uid Helium》                               

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