共振现象 的原理

Question

我曾经听过一个故事：在很久很久以前，有一支沙皇军队外出操练，随着当官的发出的口令，士兵们以整齐的步伐前进着。当部队行走在一座木桥上时，木桥忽然上下振动起来，最后随着哗啦一声巨响木桥塌了。经过检查发现，木桥的坍塌原因竟是士兵行进的节奏引起了桥的共振。从此以后，军队过桥时再也不敢以整齐的步伐前进了。
我做了一个实验：利用两个水杯，先往一个水杯中加入三分之一的水，用铅笔敲打两个杯子的杯口，观察两个杯子发出的声音是否相同。然后往第二个水杯中慢慢加水（同时敲打两个杯子的杯口），直到两个杯子发出的声音一样为止（此时两个杯子达到共振状态）。然后，用胶条把一根金属丝粘在第二个杯子的杯口，敲打第一个杯子的杯口，就会发现金属丝轻轻振动。随着不停地敲打并使粘有金属丝的杯子慢慢靠近第一个杯子，就会发现金属丝的振动幅度越来越大，直到最后掉下来。
为什莫会产生这样的现象？

Answer 1

固体在恒定磁场和高频交变电磁场的共同作用下，在某一频率附近产生对高频电磁场的共振吸收现象。在恒定外磁场作用下固体发生磁化，固体中的元磁矩均要绕外磁场进动。由于存在阻尼，这种进动很快衰减掉。但若在垂直于外磁场的方向上加一高频电磁场，当其频率与进动频率一致时，就会从交变电磁场中吸收能量以维持其进动，固体对入射的高频电磁场能量在上述频率处产生一个共振吸收峰。若产生磁共振的磁矩是顺磁体中的原子（或离子）磁矩，则称为顺磁共振；若磁矩是原子核的自旋磁矩，则称为核磁共振。若磁矩为铁磁体中的电子自旋磁矩，则称为铁磁共振。核磁矩比电子磁矩约小3个数量级，故核磁共振的频率和灵敏度比顺磁共振低得多；同理，弱磁物质的磁共振灵敏度又比强磁物质低。从量子力学观点看，在外磁场作用下电子和原子核的磁矩是空间量子化的，相应地具有离散能级。当外加高频电磁场的能量子hv等于能级间距时，电子或原子核就从高频电磁场吸收能量，使之从低能级跃迁到高能级，从而在共振频率处形成吸收峰。

利用顺磁共振可研究分子结构及晶体中缺陷的电子结构等。核磁共振谱不仅与物质的化学元素有关，而且还受原子周围的化学环境的影响，故核磁共振已成为研究固体结构、化学键和相变过程的重要手段。核磁共振成像技术与超声和X射线成像技术一样已普遍应用于医疗检查。铁磁共振是研究铁磁体中的动态过程和测量磁性参量的重要方法。参考资料：百度百科

Answer 2

共振是指一个物理系统在其自然的振动频率（所谓的共振频率）下趋于从周围环境吸收更多能量的趋势。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。一些共振的例子比如有：乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中 基底膜的共振，电路的共振等等。

Answer 3

核磁共振的原理是什么