质点振动系统(集中参数系统)

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所属分类:声学基础
摘要

详细介绍质点振动系统(集中参数系统)的概念,并举例加以说明。

所谓质点振动系统,就是假设构成振动系统的物体如质量块,弹簧等,不论其几何大小如何,都可以看成是一个物理性质集中的系统,对于这种系统,质量块的质量认为是集中在一点的,这就是说,构成整个振动系统的质量块与弹簧,它们的运动状态都是均匀的,这种振动系统也称之为集中参数系统

质点振动系统(集中参数系统)
《声学基础》封面

如果形变从物体的始端到末端的传播所需的时间,与物体中形变或振动周期(振动一次所需的时间)相比短得多,或者物体的线度与物体中振动传播波长(振动一次所传播的距离)小得多,那么这一物体的各部分振动状态就可以看成近似均匀,而这一振动系统就可以近似地看作质点振动系统。这里还要强调一下,一种振动物体能否作为质点系统来对待,并不决定它的“绝对”几何尺寸,而要看它的线度与物体中振动传播波长的相对比值而定。

例如常见的0.2m口径扬声器,其纸盆的有效直径约有0.18m。但是当振动频率为1000Hz时,从纸盆顶部到边缘的距离还不到纸盆中振动传播波长的1/5,因此在此扬声器的工作频率低于1000Hz时,把纸盆(盆面等效为质量,边缘折环等效为弹簧)作为质点振动系统来对待,不会引起很大的误差。

再例如有一个厚度仅为0.5cm的压电陶瓷振子,在进行厚度方向的纵振动,假设它的振动频率为每秒100万次,这时与其对应的波长约为0.5cm,与物体的线度相接近,因此这一压电陶瓷振子虽小,但就不能把它当作质点振动系统,而应视作为分布振动系统来对待。

文章来源:《声学基础》1.1

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