作為力學(xué)名詞,“振動(dòng)”和“震動(dòng)”,“振”和“震”的涵義有區(qū)別,有聯(lián)系,已成慣例。查閱《現(xiàn)代漢語詞典》可知:“震”字有顫動(dòng)之意思。如火車震動(dòng)了一下,春雷震動(dòng)著山谷等。“震”字另有情緒過分,激動(dòng)之意。如震驚、震怒等;而“振”字有搖動(dòng)、揮動(dòng)之意思。如振筆疾書,振翅等。“振”字另有奮起之意,例如振奮、振起精神來等。
“震”與“振”兩字即使追溯到其起源也是既有區(qū)別又有聯(lián)系。
“震”源于雨,雨即雷雨。顯然,“震”原指大自然的震動(dòng)。如地震,從未有人寫“地振”的。
“振”源于兩手相擊,振動(dòng)做聲。顯然,“振”是指人為的振動(dòng)。如機(jī)械振動(dòng),一般也不寫“機(jī)械震動(dòng)”。
以上是“震”與“振”兩字的區(qū)別一面,兩者也有相通的一面。如“威振天下”也可以寫成“威震天下”。這只是說在某一方面是相通的,但不能絕對(duì)化為全面相通。
上面我們僅從文字角度對(duì)震動(dòng)與振動(dòng)兩詞作了一點(diǎn)探討,為了能更深刻地認(rèn)識(shí)兩者的區(qū)別,下面我們特對(duì)“振動(dòng)”一詞在物理學(xué)上的含義作一較為詳細(xì)的說明。
物理學(xué)上的“振動(dòng)”一詞的含義比日常生活中的含義更加豐富、更加具體、更加深刻。
力學(xué)中,振動(dòng)屬物體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的一種形式。物體(或物體中的一部分)沿直線或曲線經(jīng)過其平衡位置作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為“機(jī)械振動(dòng)”,簡稱振動(dòng),如單擺、弦線、音叉、鼓膜等的運(yùn)動(dòng)。
振幅(A)、頻率()、位相()這是描寫振動(dòng)的三大基本量,只要這三大基本量一定,振動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和狀態(tài)也就確定了。所以,有關(guān)振動(dòng)的計(jì)算問題,大多是如何正確地確定這三大基本量及它們間的聯(lián)系。考慮到物理學(xué)中其他物理量,如交變電路中的電流強(qiáng)度、電壓等,它們的變化規(guī)律與機(jī)械振動(dòng)物體的變化規(guī)律相似,數(shù)學(xué)描述又完全相同,故物理上對(duì)振動(dòng)的廣義定義是:一切隨時(shí)間作周期性重復(fù)變化的物理過程統(tǒng)稱“振動(dòng)”。
自然,按這樣廣義的振動(dòng)定義,不僅單擺的運(yùn)動(dòng)、心臟的跳動(dòng)等可以稱振動(dòng),而且正弦交變的電流強(qiáng)度、電壓,電磁場中正弦交變的電場、磁場等也可稱作為振動(dòng)。有時(shí),電流強(qiáng)度、電壓、電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度的振動(dòng)亦稱振蕩。能產(chǎn)生交變電流和電壓的電路通常稱振蕩電路,一般由電阻性的、電感性的、電容性的元件和其他電子器件組成。平時(shí)常稱的“交流”實(shí)際上就是指按正弦(或余弦)變化的振動(dòng)電流和電壓。一切振動(dòng)都離不開能量,振動(dòng)(蕩)過程實(shí)質(zhì)上是振動(dòng)系統(tǒng)中各種能量交替變化和互換的過程(指無損耗情況)。例如,單擺振動(dòng)就是擺球動(dòng)能和勢(shì)能作交替變化和互換的過程;又如,振蕩電路中的振動(dòng)電流和電壓就是電路中電場能量和磁場能量交替變化和互換的過程。依靠振動(dòng)(蕩)系統(tǒng)自身儲(chǔ)存的能量而發(fā)生的振動(dòng)(蕩)稱為“自由振動(dòng)(蕩)”,或稱“固有振動(dòng)(蕩)”。振動(dòng)系統(tǒng)受外加振動(dòng)(蕩)信號(hào)控制所產(chǎn)生的振動(dòng)(蕩)稱為“強(qiáng)迫振動(dòng)(蕩)”。在振動(dòng)(蕩)中,系統(tǒng)損耗的能量可由外界得到補(bǔ)償而維持恒定振幅的振動(dòng)(蕩),稱“等幅振蕩”。強(qiáng)迫振動(dòng)(蕩)在一段過渡時(shí)間之后通常是等幅振動(dòng)(蕩)。