文／周祥順　

1831年，英國曼徹斯特有一個砲兵團列隊，以整齊的步伐通過一座吊橋。當砲兵團正在行進時，吊橋突然倒塌。這是因為炮兵團步伐的頻率，正好等於吊橋的自然頻率，因此炮兵團的步伐與吊橋產生共振，使吊橋大幅振動而倒塌。

洗衣脫水 觀察共振



洗衣機脫水槽快速轉動時，洗衣機不會劇烈震動，但是當脫水槽轉速變慢時，洗衣機卻會劇烈震動。這是因為洗衣機自然頻率很低，當脫水槽快速轉動時，脫水槽轉動頻率遠高於洗衣機自然頻率，所以不會產生共振。當脫水槽轉速變慢時，轉動頻率接近洗衣機自然頻率，脫水槽便與洗衣機產生共振，使洗衣機劇烈震動。

大家沐浴時可以做一個小實驗。用手拍打浴缸中的水，水面就會產生波浪高低起伏振動。觀察水波振動的頻率，然後以水波振動的頻率拍打浴缸中的水，此時就會產生共振使浴缸中的水大幅度振動。浴缸中水的自然頻率，與浴缸的形狀及水的深度有關。我們用水桶挑水時也會觀察到同樣的現象。如果我們走路時振動的頻率接近水桶中水的自然振動頻率，就會產生共振使水桶中的水大幅度振動。

潮汐現象 重力有關



共振也會對潮汐造成影響。加拿大東岸的芬地海灣（Bay of Fundy）漲潮與退潮時的水位高度差可達到16.3公尺。這是因為海灣就像一個大浴缸。海灣的形狀及海水的深度決定潮水的自然頻率。Fundy海灣的潮水繞海灣一圈約12小時25分，正好等於當地潮汐的週期，因此重力與海水產生共振，使海水大幅度漲落。重力與共振攜手演出了一場精彩無比的潮汐秀，大自然的奇妙真是讓人讚歎！