“地震”和“振動”這兩個詞既不同又相關,即使它們可以追溯到它們的起源。
“地震”來源於雨,雨就是雷雨。顯然,“地震”原本指的是大自然的震動。比如地震,從來沒有人寫過“地動”。
“震動”來源於兩只手互相擊打,震動發出聲音。顯然,“振動”指的是人為的振動。如機械振動,壹般不寫“機械振動”。
以上是“地震”和“震動”的區別,它們也有共同點。例如,“魏下”也可以寫成“魏下”。這只意味著它們在某種程度上是相通的,但不可能在所有方面都是絕對相通的。
以上,我們只從詞語的角度來討論振動和震動這個詞。為了更深入地理解兩者的區別,下面我們將詳細解釋物理學中“振動”壹詞的含義。
“振動”壹詞在物理學中的含義比在日常生活中的含義更豐富、更具體、更深刻。
在力學中,振動是物體系統運動的壹種形式。物體(或物體的壹部分)沿直線或曲線通過其平衡位置的往復運動稱為“機械振動”,簡稱振動,如單擺、弦、音叉、耳膜的運動。
振幅(a)、頻率(a)和相位(a)是描述振動的三個基本量。只要這三個基本量固定,振動物體的運動規律和狀態就確定了。所以振動的計算,大部分是關於如何正確確定這三個基本量及其關系。考慮到物理學中的其他物理量,如交變電路中的電流強度、電壓等,與機械振動物體相似,其數學描述也完全相同,所以物理學中對振動的廣義定義是:任何時候周期性重復變化的所有物理過程統稱為“振動”。
自然,按照振動如此寬泛的定義,不僅單擺的運動和心臟的跳動可以稱為振動,正弦交變的電流強度和電壓,電磁場中正弦交變的電場和磁場也可以稱為振動。有時,電流強度、電壓、電場強度、磁場強度的振動也叫振蕩。能夠產生交變電流和電壓的電路通常稱為振蕩電路,壹般由電阻、電感和電容元件以及其他電子器件組成。通常所說的“交流”實際上是指按正弦(或余弦)變化的振動電流和電壓。壹切振動都離不開能量,振動(振蕩)過程本質上是振動系統中各種能量交替變化和交換的過程(指無損耗情況)。比如單擺振動就是擺球的動能和勢能交替變化交換的過程;再比如,振蕩電路中的振蕩電流和電壓就是電場能量和磁場能量在電路中交替交換的過程。依靠振動(振蕩)系統本身儲存的能量而發生的振動(振蕩),稱為“自由振動(振蕩)”或“固有振動(振蕩)”。受外界振動(振蕩)信號控制的振動系統所產生的振動(振蕩),稱為“強迫振動(振蕩)”。在振動(振蕩)中,系統損失的能量可由外界補償,振幅恒定的振動(振蕩)稱為“等幅振蕩”。強迫振動(振蕩)通常是經過壹個過渡時間後的等幅振動(振蕩)。