共振与固有频率
共振和固有频率是在“波和振动”主题下讨论的两个非常重要的主题。它在电路理论、灾害管理、工程甚至生命科学等领域也发挥着重要作用。本文试图探讨这两种现象，它们的意义，它们的相似之处，最后它们的区别。
固有频率
每个系统都有一个称为固有频率的特性。一个系统的固有频率非常重要，如果系统有一个小的振荡，它就是系统将跟随的频率。像地震和风这样的事件会以与事件本身相同的自然频率对物体造成破坏。了解和测量一个系统的固有频率对于保护它免受此类自然灾害是非常重要的。固有频率与共振有直接关系。稍后再解释。建筑、电子电路、光学系统、音响系统甚至生物系统等系统都有自然频率。根据系统的不同，它们可以是阻抗、振荡或叠加的形式。
共振
当一个系统（如：钟摆）受到一个小的振荡时，它就会开始摆动。它摆动的频率就是系统的固有频率。现在想象一个周期性的外力作用于系统。这种外力的频率不一定与系统的固有频率相似。这个力会使系统振荡到力的频率。这会产生不均匀的图案。外力的一些能量被系统吸收。现在让我们考虑频率相同的情况。在这种情况下，摆锤将以从外力中吸收的最大能量自由摆动。这叫做共振。在这种情况下，即使摆锤和力不在同一相位，摆锤最终也会适应力的相位。这是一个强迫振荡。由于摆锤在共振时吸收的能量最高，所以在共振时摆的振幅是最大的。这就是地震和风暴带来的危险。假设建筑物的自振频率与地震频率相同，则建筑物将以最大振幅摆动，最终倒塌。LCR电路中也存在共振状态。任何LCR组合的阻抗取决于交流电流的频率。共振发生在最小阻抗处。与最小频率相对应的频率为共振频率。在最高阻抗下，系统被称为**振。这种谐振和反谐振分别被广泛应用于调谐电路和滤波电路中。
| 共振频率和固有频率有什么区别？•固有频率是系统的一种特性。•共振是当系统受到具有固有频率的周期性外力时发生的事件。•可以计算系统的固有频率。•供给力的振幅决定共振的振幅。 |
