您好,您们不是专业人士,所以看不明白的,您可以这样给母亲解释,T2WI是磁共振检查里一个种成像的图像的说法。叫T2加权像,报告里是用信号高低来描述的。
一般的腔隙性梗死在磁共振上发现的早,敏感性比CT高。一般在发病后1小时就会出现局部脑回肿胀 ,脑沟变窄,随后会出现T1,T2信号变高。
而您母亲只是在侧脑室旁出现的这种表现,但她的情况不重,只是很轻微的那种,可以完全康复的。这个部位一般不会引起很大的问题的,通俗点讲是在司令中枢往下中转的一个初级联络点出了点小问题,不是重点中转的中转站比如内囊区域出问题的。积极配合医生吃点药就可以了。
没问题的,不要太担心的了。
MRI也叫核磁共振,MRI诊断被广泛应用于临床,并日趋完善,时间虽短,也已显出其优越性。
MRI在神经系统应用最早,也较成熟。不仅可显示灰质,白质,还可显示一些神经核,甚至可识别出脑神经、视神经及传导束。三维成像和流空效应,对病变定位不仅准确,还可了解病变与血管关系,给病变定性提供诊断依据。应用MRI诊断颅内原发性肿瘤和转移瘤、颅内感染、脑出血、脑梗塞、脑积水、脑血管畸形、脊髓和脊柱疾病具有特异性,优于CT。对脑外伤有特异性,可检出CT易遗漏的小血肿。在神经系统目前被广泛应用。
纵隔在MRI像上,可观察隔肿瘤及其与周围血管解剖关系,可清楚显示肿留对腋下,臂丛及椎管的侵犯。对肺门淋巴结肿大与中心型肺癌的诊断帮助较大。心脏大血管MRI检查具有快速、省时及病人痛苦小的优点,可显示房室,血管的大小,内腔,并可观察血液动力学改变,有利于功能诊断,也可识别异常组织。
对腹部与盆腔,颈部和乳腺,MRI也具有诊断价值。对早期恶性肿瘤的显示,肿瘤对血管的侵犯及肿瘤的分期均优于CT。MRI对显示骨髓脂肪具有高度敏感性,对侵及骨髓的病变可清楚显示,尤其诊断骨髓炎的敏感性,特异性及准确性优于其它影像学检查,对早期缺血性骨坏死和敏感性和准确性也较高。在显示关节内病变及较组织方面也有优势。
定义:核磁共振成像(简称MRI),又称自旋成像,也称磁共振成像、磁振造影,是利用核磁共振原理,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的结构图像。
MRI在医学上应用的原理概述
氢核是人体成像的首选核种:人体各种组织含有大量的水和碳氢化合物,所以氢核的核磁共振灵活度高、信号强,这是人们首选氢核作为人体成像元素的原因。NMR信号强度与样品中氢核密度有关,人体中各种组织间含水比例不同,即含氢核数的多少不同,则NMR信号强度有差异,利用这种差异作为特征量,把各种组织分开,这就是氢核密度的核磁共振图像。人体不同组织之间、正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度、弛豫时间T1、T2三个参数的差异,是MRI用于临床诊断最主要的物理基础。
当施加一射频脉冲信号时,氢核能态发生变化,射频过后,氢核返回初始能态,共振产生的电磁波便发射出来。原子核振动的微小差别可以被精确地检测到,经过进一步的计算机处理,即可能获得反应组织化学结构组成的三维图像,从中我们可以获得包括组织中水分差异以及水分子运动的信息。这样,病理变化就能被记录下来。
人体2/3的重量为水分,如此高的比例正是磁共振成像技术能被广泛应用于医学诊断的基础。人体内器官和组织中的水分并不相同,很多疾病的病理过程会导致水分形态的变化,即可由磁共振图像反应出来。
MRI所获得的图像非常清晰精细,大大提高了医生的诊断效率,避免了剖胸或剖腹探查诊断的手术。由于MRI不使用对人体有害的X射线和易引起过敏反应的造影剂,因此对人体没有损害。MRI可对人体各部位多角度、多平面成像,其分辨力高,能更客观更具体地显示人体内的解剖组织及相邻关系,对病灶能更好地进行定位定性。对全身各系统疾病的诊断,尤其是早期肿瘤的诊断有很大的价值。
MRI的扫描技术有别于CT扫描。不仅要横断面图像,还常要矢状面或(和)冠状面图像,还需获得T1WI和T2WI。因此,需选择适当的脉冲序列和扫描参数。常用多层面、多回波的自旋回波(spin echo,SE)技术。扫描时间参数有回波时间(echo time,TE)和脉冲重复间隔时间(repetition time,TR)。使用短TR和短TE可得T1WI,而用长TR和长TE可得T2WI。时间以毫秒计。依TE的长短,T2WI又可分为重、中、轻三种。病变在不同T2WI中信号强度的变化,可以帮助判断病变的性质。例如,肝血管瘤T1WI呈低信号,在轻、中、重度T2WI上则呈高信号,且随着加重程度,信号强度有递增表现,即在重T2WI上其信号特强。肝细胞癌则不同,T1WI呈稍低信号,在轻、中度T2WI呈稍高信号,而重度T2WI上又略低于中度T2WI的信号强度。再结合其他临床影像学表现,不难将二者区分。
MRI常用的SE脉冲序列,扫描时间和成像时间均较长,因此对患者的制动非常重要。采用呼吸门控和(或)呼吸补偿、心电门控和周围门控以及预饱和技术等,可以减少由于呼吸运动及血液流动所导致的呼吸伪影、血流伪影以及脑脊液波动伪影等的干扰,可以改善MRI的图像质量。
为了克服MRI中SE脉冲序列成像速度慢、检查时间长这一主要缺点,近年来先后开发了梯度回波脉冲序列、快速自旋回波脉冲序列等成像技术,已取得重大成果并广泛应用于临床。此外,还开发了指肪抑制和水抑制技术,进一步增加MRI信息。
MRI另一新技术是磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)。血管中流动的血液出现流空现象。它的MR信号强度取决于流速,流动快的血液常呈低信号。因此,在流动的血液及相邻组织之间有显著的对比,从而提供了MRA的可能性。目前已应用于大、中血管病变的诊断,并在不断改善。MRA不需穿剌血管和注入造影剂,有很好的应用前景。MRA还可用于测量血流速度和观察其特征。
MRI也可行造影增强,即从静脉注入能使质子弛豫时间缩短的顺磁性物质作为造影剂,以行MRI造影增强。常用的造影剂为钆——二乙三胺五醋酸(Gadolinium-DTPA,Gd-DTRA)。这种造影剂不能通过完整的血脑屏障,不被胃粘膜吸收,完全处于细胞外间隙内以及无特殊靶器官分布,有利于鉴别肿瘤和非肿瘤的病变。中枢神经系统MRI作造影增强时,症灶增强与否及增强程度与病灶血供的多少和血脑屏障破坏的程度密切相关,因此有利于中枢神经系统疾病的诊断。
MRI还可用于拍摄电视、**,主要用于心血管疾病的动态观察和诊断。
基于MRI对血流扩散和灌注的研究,可以早期发现脑缺血性改变。它预示着很好的应用前景。
带有心脏起搏器的人需远离MRI设备。体内有金属植入物,如金属夹,不仅影响MRI的图像,还可对患者造成严重后果,也不能进行MRI检查,应当注意。
莎士比亚曾经问道:爱情是什么? 我想我们的祖先对这个问题的困惑 从一百万年前他们围坐在篝火边或者躺着看星星时就开始了 为了找到浪漫爱情的内涵 我翻阅了45年来心理学方面的研究成果 发现当人们陷入爱情的时候会发生一些特殊的现象 首先会发生的是 另一个人开始被赋予了特殊意义 就像一个卡车司机曾经对我说 我的世界有了一个新的中心,那就是Mary Anne
而萧伯纳用不同的方式表达了同样的意思 他说,爱情中的人会夸大一个女人和另外一个女人的差别 而事实也确实是这样的。然后你就会把全部的关注放在这个人身上 虽然你也可以列出你不喜欢他/她的地方 但对缺点马上置之不理,然后全力去爱她/他 就像乔叟说的那样,爱情是盲目的
为了理解浪漫爱情 我决定阅读来自世界各地的诗歌 现在我想给你们读一首写于八世纪中国的小诗 因为它几近完美的展现了一个男人是怎样全身心的关注一个女人 就像一个人疯狂的爱上一个人的时候, 这个人走进停车场。 他会觉得这个人的车与其他任何车都不一样 这个人晚宴上的红酒杯也和其他任何的酒杯不一样 在这个故事里,一个男人迷上了一张竹席
这首诗是诗人元稹所写的: 竹簟衬重茵,未忍都令卷。 忆昨初来日,看君自施展。 他之所以迷上一个竹席, 可能跟你我一样, 因为头脑里的多巴胺增多而引起的反应
但不管怎么说,不仅这个人对你来说有特殊的含义 你会全身心的关注他或她。 你会对他/她极度的吹捧。而且你的精力旺盛异常 就像一个波利尼亚人说的那样:我觉得仿佛飞到了空中 你会整晚都睡不着。你会一直走黎明 当事情进展顺利的时候,你会觉得兴高采烈 当事情不顺利的时候,你又会陷入极度的失望和恐慌。 你完全依赖于这个人了 就像一个纽约的商人对我说的, 她喜欢的任何东西我都喜欢 简单,爱情就是那么简单。
你会对性有极强的占有欲。 你知道,如果你只是随随便便和一个人上床, 你并不会在意他/她是否和其他人上床 但当你陷入爱情的时候 你对性会有极强的占有欲 我想这种现象是遵循尔达文进化论的,也促进了人类的进化 因为爱情让两个人紧紧绑在了一起, 这种关系牢固到足以让两个人在一起生儿育女
但爱情最重要的特征是渴望 对某一个人,不仅是性上的,还包括感情上的渴望。 当然能和他/她同床共枕是很好的, 但你更期待他/她会给你打电话,约你出去,等等 希望他告诉你他爱你 爱情另外一个主要的特征是动机。 你已经迫不及待的开始行动,你想得到这个人。
爱情的最后一个也是同样重要的特征是痴迷 当我让他们进入核磁共振机之前 我会问他们各种各样的问题 但最重要的问题始终是一个 你一天之中有多少时间是在想念这个人的? 他们会说,整天整夜。从来没停止过想念
然后,我会问他们最后一个问题, 我经常会想方设法引导他们去回答这个问题 因为我不是一个心理学家 我没法治愈人们心灵的创伤 这个最后的问题也始终是那一个: 你会为这个人去死吗? 这些人会说会的! 就好像我请他们把盐递给我那样理所当然 对这样的回答,我感到很震惊。
我开始意识到浪漫爱情并不仅仅是一种情绪 我曾经认为爱情就是一系列的情绪 从非常强烈到非常微弱的 但事实上,爱情是一种驱动力 它来自于心灵深处的动力 来自于我们内心的欲望,一种强烈的愿望 这种动力, 就像你想要得到那一块巧克力一样 就像你想要在工作中获得晋升一样 它在驱动我们的大脑活动,它是我们的驱动力
我认为这种动力比性的动力更为的强大 当你问别人是否愿意和你上床,如果这个人说不 你肯定不会因为这个自杀或是患上忧郁症 但在全世界范围内,人们如果被爱拒绝,就会为此而轻生 人们为爱而生,为爱而杀,为爱而死 他们为爱创作了歌曲,诗歌,小说,雕塑,画作,神话故事和传奇 在超过175个社会里,人们都用不同的证据证明了这部分大脑组织是如此强大 让人们大喜大悲 所以我认为它是世上最强大的大脑组织
我认为它是从最初的交配和繁殖 发展而来的最基本的三种不同的大脑组织。 其中一种是性欲:对性
这两个词表达的意思是一样的,一开始MRI是叫核磁共振的,因为它的原理和元素有关系,但是后来因为有个“核”字,会使人们产生一定恐惧,就去掉了这个字。其实MRI是没有辐射的。
核磁共振是一种物理现象,而MRI就是利用这种物理现象获得人体的电磁信号。人体中原子中的原子核本身是在做自旋远动,当外界给予一定射频后产生共振效应,使原子核的自旋运动顺一定的方向规律进行。所以,MRI就是为了使人体中原子核发生共振,产生最终得到图像。
真爱是什么
作者:若云
有些人心中对一个人的爱如高山流水如涓涓细流,长年累月的有,不求付出的多少,不求回报,而只要能够看上你一眼,或是偶尔能与你去茶馆、咖啡厅里坐坐聊聊,就已足够,你快乐那么他也快乐,你悲伤他也不开心,只希望能为你解除一点忧愁,只希望能够帮你,这些都是他自己心甘情愿为你付出而不求什么回报,这份情深沉而又执着,有如酒,年代越久那么酿的酒也就越甘醇,这种精神上的爱恋,是不是就是真爱呢? 有些人心中对一个人的爱是有如昙花,只是开放过那么一时而后就凋谢了。这种爱在他知道得不到对方的爱或是知道自己的爱付出而收获无望时于是就主动走人,在心中不留下一点痕迹,当然在心中也就不再存在对对方的那份爱了,也许在某些时候,他还会偶尔想起对方,会思念起对方来,然内心却是以坚强的毅力去忘却心中的曾有的那份爱,而不让自己处于现实的痛苦中,这种爱也许让他心痛过或根本就不曾让他心痛过,这种曾有的爱算不算真爱呢? 有些人心中对一个人的爱有如一朵开放在不为人知的寂静的山野的花,静静地独自开放,不让人知,不求热闹与美丽,而只是在自己的心中默默地思念着对方,把那份爱放在心灵深处浓缩成一点深深地藏着,藏在心中,藏在别人无法触及的距离中,把那份曾有的爱的记忆深嵌在心中,不忘却,永恒如同日月星晨,而只是偶尔拿出来回忆一下其中的苦与甜,象是在看一本书偶尔拿出来翻翻看看,仅此而已,这种放在心中的爱的记忆,算不算是真爱呢? 席慕蓉在《无怨的青春》里说过:在年轻时你爱上了一个人,请你,请你一定要温柔地对待他。不管你们相爱的时间有多长或是多短,若是你们能始终温柔地相待,那么所有的时刻都将是一种无瑕的美丽。若不得不分离,也要好好地说声再见,也要在心里存着感激,感谢他给了你一份记忆……
爱情的持续时间
转自:北京科技报
爱情不像一般人所认为的那样,是由性冲动而萌发的,爱情与性由不同的大脑系统控制。爱情往往比性冲动来得更加强烈,为爱痴狂的行为来源于生理刺激,就和吃饭、睡觉一样平常。 爱情不是由性冲动而萌发,是一种正常的生理反应,像吃饭、睡觉一样平常
由罗杰斯大学人类学家海伦·费希尔博士和艾伯特·爱因斯坦医学院的博士露西·布朗领导一个科研小组,首次通过对脑部进行核磁共振发现,爱情不是由性冲动而萌发的,爱情是一种生理刺激。题为《与早期强烈的罗曼蒂克爱情有关的夸奖、动机和情感系统》的此项研究成果将刊登在7月出版的美国《神经心理学杂志》上。
费希尔博士让17个正处于热恋中的年轻人盯着他们恋人的照片看,然后再让他们看其他熟人的照片。费希尔博士记录下他们每个人脑部的活动情况,逐一进行比较。同时,脑部成像仪器还记录下受测者头部血压高低变化,这可以反映出神经系统的活动情况。
科学家发现,当人们看到爱人的照片时,大脑产生爱情的区域与激发性冲动的区域分布在大脑两侧,只是部分重叠。这说明性与爱由不同的大脑系统控制。
科学家推测爱情完全是生理学刺激而不是性冲动。因为根据受测人头部的扫描来看,他们的神经系统轮廓更像是生理刺激,就跟口渴、饥饿时的反应一样。科学家认为,使恋人陶醉的神经系统并不是特殊的组织,这个系统也掌管一些人类正常的生理活动。
爱情的发生:可能和人们获得夸奖的动机相关 露西·布朗博士表示,明显的证据表明,情绪确实产生于大脑中。我们人类感受到不可思议的情感,如爱情,但我们的发现不会减少这种神秘性。事实上,一些人还提高了这种感受。
此研究还有助于解释,为何人的恋爱感觉能促使他们赢得爱情,找到他们的人生伴侣。因为大脑中产生爱情的区域能促使人在茫茫人海中牢牢盯住自己渴望接近的那一位。
纽约石溪大学的亚瑟·艾罗说,我们研究中的许多参与者都出现了明显的情感反应,通过对脑部的核磁共振成像发现,当情感反应出现时,大脑的夸奖区和动机区开始活跃。这给我们的两大主要预测提供了支持:一是早期强烈的罗曼蒂克爱情与大脑皮层下的夸奖区富有多巴胺有关;二是参与罗曼蒂克爱情的大脑系统与人们获得夸奖的动机有关。
还有一个重要发现是与罗曼蒂克爱情有关的活跃区域在大脑右边,而与面部迷人魅力有关的活跃区域在大脑左边。露西·布朗博士表示,我们没想到会有如此大的偏侧性,众所周知,讲话主要是左侧大脑的功能,偏侧性还出现在大脑的小部分区域中。而且,不同的罗曼蒂克爱情冲动也与面孔魅力一样具有偏侧性。这些结论让科学家更多地思考正常人大脑的学习、记忆和一般功能如何。
爱情随时间而变平淡,持续长短和大脑某个部位的活跃程度相关。另一大突破是科学家在研究中发现了几个大脑区域,其神经活跃性的改变与浪漫史的长短有关。人人都知道爱情随着时间的流逝会慢慢变淡,但当爱情关系成熟时,这些科学家开始跟踪大脑中发生了什么。
费希尔博士指出,大脑的变化不仅会随着浪漫爱情的持续时间而变化,而且,在草原鼠中,这样的一些变化所在的区域还与配偶间的亲密关系有关。核磁共振成像图像显示,基础神经中枢的腹侧苍白球部位更活跃的人,则他们之间的罗曼蒂克关系越持久。因为这个区域是后叶加压素的受体,对野鼠类动物的配偶和依恋关系很重要。
爱情是人类最强烈的体验之一,它肯定较性冲动更加强烈。 费希尔表示,人类进化成三个独特但很相关的大脑系统,分别控制人类的结婚生子、产生性冲动和产生罗曼蒂克爱情。罗曼蒂克爱情的感觉会改变人们之间的依恋感。此研究结果支持人们的一贯假设———罗曼蒂克爱情是人类最强烈的体验之一,它肯定较性冲动更加强烈。
费希尔解释,如果有人反对你的性建议,你不会伤害你自己或其他人,但如果恋爱中的男女被拒绝,有时可能会伤害自己或他人。事实上,研究表明,40%的爱情受挫的人变得消沉。科学家的研究还表明会出现一些潜在的生理围捕行为。
费希尔指出,他们的研究仅仅对每一个受试者观察了几小时,但对这些数据的分析处理则花了几年时间。他们发现,人类的罗曼蒂克爱情与其它动物之间的求爱行为具有惊人的连贯性。其他科学家也报告,雌草原野鼠出现的求爱行为与他们发现大脑区域的多巴胺增加50%有关。这些数据表明,所有哺乳动物都会被特别伴侣所吸引。
标志分子中磁不等价质子的种类;每类质子的数目(相对)等。根据峰的数目、面积等查看。
核磁共振氢谱由化学位移、偶合常数及峰面积积分曲线分别提供含氢官能团、核间关系及氢分布等三方面的信息。峰的数目:标志分子中磁不等价质子的种类;峰的强度(面积):每类质子的数目(相对);峰的位移(δ):每类质子所处的化学环境。
积分曲线的总高度(用cm或小方格表示)和吸收峰的总面积相当,相当于氢核的总个数。而每一相邻水平台阶高度则取决于引起该吸收峰的氢核数目。
扩展资料:
核磁共振氢谱原理:
1、磁铁上备有扫描线圈,用它来保证磁铁产生的磁场均匀,并能在一个较窄的范围内连续精确变化。射频发射器用来产生固定频率的电磁辐射波。
2、检测器和放大器用来检测和放大共振信号。记录仪将共振信号绘制成共振图谱。
3、大部分有机化合物的核磁共振氢谱中的表征是通过介于+14pm到-4ppm范围间化学位移和自旋偶合来表达的。质子峰的积分曲线反映了它的丰度。
-氢谱解析
分类: 教育/科学 >> 科学技术
问题描述:
为什么一队士兵在坚固的桥上整齐地走会导致桥坍塌?
解析:
古希腊的学者阿基米德曾豪情万丈地宣称:给我一个支点,我能撬动地球。而现代的美国发明家特士拉更是“牛气”,他说:用一件共振器,我就能把地球一裂为二!
他来到华尔街,爬上一座尚未竣工的钢骨结构楼房,从大衣口袋里掏出一件小物品,把它夹在其中一根钢梁上,然后按动上面的一个小钮。数分钟后,可以感觉到这根钢梁在颤抖。慢慢地,颤抖的强度开始增加,延伸到整座楼房。最后,整个钢骨结构开始吱吱嘎嘎
地发出响声,并且摇摆晃动起来。惊恐万状的钢架工人以为建筑出现了问题,甚至是闹地震了,于是纷纷慌忙地从高架上逃到地面。眼见事情越闹越大,他觉得这个恶作剧该收场了,于是,把那件小物品收了回来,然后从一个地下通道悄悄地溜开了,留下工地上的那些惊魂甫定、莫名其妙的工人。
上面这一段是一本书中有关美国著名发明家特士拉进行共振器发明的描写,里面所说的“小物品”便是一个共振器。可以预见,若是他把这个小物品再开上那么十来分钟,这座建筑物准会轰然倒地。书中说,用同样的这个小物品,在一小时不到的时间内,也能把布鲁克林大桥(连接纽约曼哈坦岛和长岛的大桥)摧毁,使之坠入幽深黑暗的海底。而且,在这本书里,特士拉甚至说:用这件小物品,我还能把地球一裂为二!
这该是一本科幻或者荒诞小说吧?否则,一件大不过拳头、重不过几斤的小东西,真的就有那么厉害,能把一座巍然耸立的大楼甚至是一座巨无霸似的大桥震垮?它是一件什么物品呢?
原来,它是一件共振器,它的威力主要在于它能发出各种频率的波,这些不同频率的波作用于不同的物体,就能够相应地产生出一种共振波,当这种共振波达到一定程度时,就能使物体被摧毁。
如果你对共振的威力还有怀疑,那就让我们一起来了解共振吧。
共振创造了世界
共振是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语。共振的定义是两个振动频率相同的物体,当一个发生振动时,引起另一个物体振动的现象。
共振在声学中亦称“共鸣”,它指的是物体因共振而发声的现象,如两个频率相同的音叉靠近,其中一个振动发声时,另一个也会发声。
在电学中,振荡电路的共振现象称为“谐振”。
产生共振的重要条件之一,就是要有弹性,而且一件物体受外来的频率作用时,它的频率要与后者的频率相同或基本相近。从总体上来看,这宇宙的大多数物质是有弹性的,大到行星小到原子,几乎都能以一个或多个固有频率来振动。
共振不仅在物理学上运用频率非常高,而且,共振现象也可以说是一种宇宙间最普遍和最频繁的自然现象之一,所以在某种程度上甚至可以这么说,是共振产生了宇宙和世间万物,没有共振就没有世界。
我们都知道,宇宙是在一次剧烈的大爆炸后产生的。而促使这次大爆炸产生的根本原因之一,便是共振。当宇宙还处于浑沌的奇点时,里面就开始产生了振荡。最初的时候,这种荡振是非常微弱的。渐渐地,振荡的频率越来越高、越来越强,并引起了共振。最后,在共振和膨胀的共同作用下,导致了一阵惊天动地的轰然巨响,宇宙在瞬间急剧膨胀、扩张,然后,就产生了日月星辰,于是,在地球上便有了日月经天、江河行地,也有了植物蓬勃葳蕤、动物飞翔腾跃。
共振不仅创造出了宏观的宇宙,而且,微观物质世界的产生,也与共振有着密不可分的干系。从电磁波谱看,微观世界中的原子核、电子、光子等物质运动的能量都是以波动的形式传递的。宇宙诞生初期的化学元素,也可以说是通过共振合成和产生的。有一些粒子微小到简直无法想象,但它们可以在共振的作用之下,在100万亿分之一秒的瞬间,互相结合起来,于是新的化学元素便产生了。因为宇宙中这些粒子的生成与共振有着如此密切的关系,所以粒子物理学家经常把粒子称为“共振体”。
既然共振是宇宙间一切物质运动的一种普遍规律,人及其它的生物也是宇宙间的物质,当然共振也是普遍存在于这些生命中了。
人除了呼吸、心跳、血液循环等都有其固有频率外,人的大脑进行思维活动时产生的脑电波也会发生共振现象。类似的共振现象在其它动物身上也同样普遍地存在着。我们喉咙间发出的每个颤动,都是因为与空气产生了共振,才形成了一个个音节,构成一句句语言,才能使我们能够用这些语言来表达我们的情感和进行社会交往。
许多动物身上还存在着其它一些形式的共振现象。炎热的午间,蝉儿发出的“知了、知了”声;宁静的夜晚,蟋蟀发出的“叽—嘶”声;还有不知疲倦的大肚子蝈蝈的鸣叫声,尽管这些昆虫的声调大不相同,但其中的共同之处都是借助了共振的原理,都是靠摩擦身体的某一部位与空气产生共鸣而发声。除了昆虫之外,鸟类也是巧妙地运用着共振来演奏生命之曲的大师,它们运用共振所发出的圆润婉转的鸣叫声,是自然界生命大合唱中最为优美的声部和旋律。因此,可以这么说,如果没有共振,世界将会失去多少天籁、大地将会变得多么死寂!
其实更为重要的是,共振能充当地球生物的保护神。我们知道,紫外线是太阳发出的一种射线,它们如果大举入侵地球,人类及各种生物势必遭受极大的危害,因为过量的紫外线会使生物的机能遭到严重的破坏。不过不用担心,我们有大气层中的臭氧层,是它们借助于共振的威力,阻止了紫外线的长驱直入。当紫外线经过大气层时,臭氧层的振动频率恰恰能与紫外线产生共振,因而就使这种振动吸收了大部分的紫外线。所以,共振能使大气中的臭氧层变得如防晒油一样,保证我们不至于被射线的伤害。
另外,共振还能使地球维持在适当的温度,给地球生命创造出一个冷热适宜的生长环境。因为虽然经过臭氧层的堵截围追,但仍有少部分紫外线能够成功地突破层层防线,到达地球表面。这部分紫外线经过地球吸收后,能量减少,变为红外线,扩散回大气中。而红外线的热量,又恰好能和二氧化碳产生共振,然后被“挽留”在大气层中,使大气层保有一定温度,让万物在温暖和煦的环境中孕育成长。
俗话说万物生长靠太阳,其实也可以这么说:万物生长靠共振。因为我们所熟知的植物的光合作用,亦是叶绿素与某些可见光共振,才能吸收阳光,产生氧气与养分。所以没有共振,植物便不能生长,人类和许多动物也就因此会失去了食物的来源。也就是说,没有共振,地球上的生命便不能长期存在。
共振还是一个善于使用色彩和色调的魔幻绘画师,把我们所看到的每一件物体都神奇地染上了颜色,使我们这个世界变得五彩斑斓、艳丽缤纷。钠光是黄的,因为钠原子的振动产生所产生的是**的光。水银原子的振动发出蓝光。氖原子送出的振动到了你眼中,就成为了红色。在地面,共振也把所有的物体都染上了各式各样的颜色,从花卉到水果。红苹果把太阳光中我们称为蓝光和绿光的振动频率吸收了,因此我们看到的它就是红艳艳的、令人馋涎欲滴的样子。绿叶中的叶绿素分子的振动频率在太阳的红光及蓝光范围,所以共振把这两种颜色都“贪污”了,而只把绿的颜色反射入我们的眼里,因此树叶看上去便是生机盎然浓绿或嫩绿。也是这同一片叶子,到了秋天的时候,它被共振所“贪污”的却是绿光,因而这时反射出的是或黄或红的色彩,映衬出秋天的苍凉和凄美。就是那种很虚幻的彩虹也是因为有了共振,才有了赤橙黄绿青蓝紫。因此,我们的生活中有着如此美丽迷人的花红柳绿、斑斓烂漫,也无不是拜共振之所赐。
共振亦能毁灭世界
任何事物都是有两面性的,共振并非完完全全都是给我们带来福音,它也有着非常巨大的危害性。
说到共振的危害时,人们最为熟知和引用得最多的,便是下面这个例子:18世纪中叶,一队士兵在指挥官的口令下,迈着威武雄壮、整齐划一的步伐,通过法国昂热市一座大桥,快走到桥中间时,桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌,造成许多官兵和市民落入水中丧生。后经调查,造成这次惨剧的罪魁祸首,正是共振!因为大队士兵齐步走时,产生的一种频率正好与大桥的固有频率一致,使桥的振动加强,当它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗压力时,桥就断裂了。类似的事件还发生在俄国和美国等地。有鉴于此,所以后来许多国家的军队都有这么一条规定:大队人马过桥时,要改齐走为便步走。
对于桥梁来说,不光是大队人马厚重整齐的脚步能使之断裂,那些看似无物的风儿同样也能对之造成威胁。1940年,美国的全长860米的塔柯姆大桥因大风引起的共振而塌毁,尽管当时的风速还不到设计风速限值的1/3,可是因为这座大桥的实际的抗共振强度没有过关,所以导致事故的发生。每年肆虐于沿海各地的热带风暴,也是借助于共振为虎作伥,才会使得房屋和农作物饱受摧残。近几十年来,美国及欧洲等国家和地区还发生了许多起高楼因大风造成的共振而剧烈摇摆的事件。
也是由于共振的力量,巨大的冰川能被“温柔”的海洋波涛给拍裂开。甚至于美国阿拉斯加李杜牙湾经常出现的高达上百米的巨浪,也是由于共振在其中发挥了很大的“推波助澜”的作用。因为共振在这个海湾“作威作福”实在是太厉害了,所以许多航海人对这个海湾都是“敬”而远之。
给人类带来重大伤亡和财产损失的地震,其中亦有共振的“幢幢魔影”:当地壳里的某一板块发生断裂时,产生的波动频率传到地面上,与建筑物产生强烈的共振,于是,就造成了屋毁人亡的惨剧。
实际上,共振的危害程度和范围还无远远不止于此。持续发出的某种频率的声音会使玻璃杯破碎。机器的运转可以因共振而损坏机座。高山上的一声大喊,可引起山顶的积雪的共振,顷刻之间造成一场大雪崩。行驶着的汽车,如果轮转周期正好与弹簧的固有节奏同步,所产生的共振就能导致汽车失去控制,从而造成车毁人亡……
人们在生活和生产中会接触到各种振动源,这些振动都可能会对人体产生危害。由科学测试知道人体各部位有不同的固有频率,如眼球的固有频率最大约为60赫兹,颅骨的固有频率最大约为200赫兹等;把人体作为一个整体来看,如水平方向的固有频率约为3—6赫兹,竖直方向的固有频率约为48赫兹。因此,跟振动源十分接近的操作人员,如拖拉机驾驶员,风镐、风铲、电锯、镏钉机的操作工,在工作时应尽量避免这些振动源的频率与人体有关部位的固有频率产生共振。并且,为了保障工人的安全与健康,有关部门己作出了相应规定,要求用手工操作的各类振动机械的频率必须大于20赫兹。
对人危害程度尤为厉害的是次声波所产生的共振。次声波是一种每秒钟振动很少、我们耳朵听不到的声波。次声波的声波频率很低,一般均在20兆赫以下,波长却很长,不易衰弱。自然界的太阳磁暴、海浪咆哮、雷鸣电闪、气压突变、火山爆发;军事上的原子弹、氢弹爆炸试验,火箭发射、飞机飞行等等,都可以产生次声波。在我们工作、学习和生活的周围,能够产生次声波的小型动力设备很多,如鼓风机、引风机、压气机、真空泵、柴油机、电风扇、车辆发动机等。次声波的这种神奇的功能也引起了军事专家的高度重视,一些国家利用次声波的性质进行次声波武器的研制,目前已研制出次声波枪和次声波炸弹。不论是次声波枪还是次声波炸弹,都是利用频率为16—17赫兹的次声波,与人体内的某些器官发生共振,使受振者的器官发生变形、位移或出血,从而达到杀伤敌方的目的。现代科学研究已经证明,大量发射的频率为16—17赫兹的次声波会引起人体无法忍受的颤抖,从而产生视觉障碍、定向力障碍、恶心等症状,甚至还会出现可导致死亡的内脏损坏或破裂。这种次声波武器可以说是人类运用共振来危害人类自己的一种技术上的极致。
巧除共振的危害
共振给人们带来意想不到的灾难,那么,人们能不能消除这些灾难呢?为此,人们经过实践,总结出许多消除共振的办法。
据史籍记载,我国晋代就有人对共振现象作出了正确的解释,并已经能够完全认识到,防止共振的最好的方法是改变物体的固有频率,使之与外来作用力的频率相差越大越好。
古时还有一个有趣的故事,说的就是人们如何巧妙地消除共振的。唐朝时候,洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐器,经常莫名其妙地自动鸣响,僧人因此惊恐成疾,四处求治无效。他有一个朋友是朝中管音乐的官员,闻讯特去看望他。这时正好听见寺里敲钟声,那件乐器又随之作响。于是朋友说:你的病我可以治好,因为我找到你的病根了。只见朋友找到一把铁锉,在乐器上锉磨几下,乐器便再也不会自动作响了。朋友解释说这件乐器与寺院里的钟声的共振频率相合,于是敲钟时乐器也就会相应地鸣响,现在把乐器稍微锉去一点,也就改变了它的固有振动频率,它就不再能和寺里的钟声共鸣了。僧人恍然大悟,病也就随着痊愈了。
到了今天,人类对付共振危害的方法更是多种多样和更加先进。例如:人们在**院、播音室等对隔音要求很高的地方,常常采用加装一些海绵、塑料泡沫或布帘的办法,使声音的频率在碰到这些柔软的物体时,不能与它们产生共振,而是被它们吸收掉。又如电动机要安装在水泥浇注的地基上,与大地牢牢相连,或要安装在很重的底盘上,为的是使基础部分的固有频率增加,以增大与电机的振动频率(驱动力频率)之差来防止基础的振动。
大街上的行人、车辆的喧闹声、机器的隆隆声——这些连绵不断的噪声不仅影响人们正常生活,还会损害人的听力。于是人们发明了一种消声器,它是由开有许多小孔的孔板和空腔所构成,当传来的噪声频率与消声器的固有频率相同时,就会跟小孔内空气柱产生剧烈共振。这样,相当一部分噪声能在共振时被“吞吃”掉,而且还能够转变为热能来进行使用。
利用共振能带来福祉
实际上,中国人对于共振的运用,还可以追溯到很久远的年代。
早在战国初期,当时的人就发明了各种各样的共鸣器,用来侦探敌情。《墨子·备穴》记载了其中的几种:
在城墙根下每隔一定距离挖一深坑,坑里埋置一只容量有七八十升的陶瓮,瓮口蒙上皮革,这样,实际上就做成了一个共鸣器。让听觉聪敏的人伏在这个共鸣器上听动静,遇有敌人挖地道攻城的响声,不仅可以发觉,而且根据各瓮瓮声的响度差可以识别来敌的方向和远近。另一种方法是:在同一个深坑里埋设两只蒙上皮革的瓮,两瓮分开一定距离,根据这两瓮的响度差来判别敌人所在的方向。
以上几种方法被历代军事家因袭使用。明代抗倭名将戚继光曾用上面的方法来侦听敌人凿地道的声音。甚至在本世纪的一些现代战争中,不少国家和民族还继续采用这些方法。
我国古时还发明出了另一种更加轻巧、简便、实用的共鸣器。如唐代的军队中就有一种用皮革制成的叫做“空胡鹿”的随军枕,让听觉灵敏和睡觉警醒的战士在宿营时使用,“凡人马行在三十里外,东西南北皆响闻”。当声音通过地面传播到空穴时,在空穴处产生交混回响,于是就能知道敌人的多寡远近。值得一提的是,这种用竹筒听地声的方法正是现代医用听诊器的滥觞。
宋代的科学家沈括就曾巧妙地利用共振原理设计出了在琴弦上跳舞的小人:先把琴或瑟的各弦按平常演奏需要调好,然后剪一些小小的纸人夹在各弦上。当弹动不夹纸人的某一弦线时,凡是和它共振的弦线上的纸人就会随着音乐跳跃舞动。这个发明比西方同类发明要早几个世纪。
到了现代,随着科技的发展和对共振研究的更加深入,共振在我们的社会和生活中“震荡”得更为频繁和紧密了。
弦乐器中的共鸣箱、无线电中的电谐振等,就是使系统固有频率与驱动力的频率相同,发生共振。我们在建筑工地经常可以看到,建筑工人在浇灌混凝土的墙壁或地板时,为了提高质量,总是一面灌混凝土,一面用振荡器进行震荡,使混凝土之间由于振荡的作用而变得更紧密、更结实。此外,粉碎机、测振仪、电振泵、测速仪等,也都是利用共振现象进行工作的。
进入20世纪以后,微波技术得到长足的发展,使我们人类的生活进入了一个全新的、更加神奇的领域。而微波技术正是一种把共振运用得非常精妙的技术。微波技术不仅广泛应用在电视、广播和通讯等方面,而且“登堂入室”,与人们的日常生活愈来愈密切相关,微波炉便是家庭应用共振技术的一个最好体现。具有2500赫兹左右频率的电磁波称为“微波”。食物中水分子的振动频率与微波大致相同,微波炉加热食品时,炉内产生很强的振荡电磁场,使食物中的水分子作受迫振动,发生共振,将电磁辐射能转化为热能,从而使食物的温度迅速升高。微波加热技术是对物体内部的整体加热技术,完全不同于以往的从外部对物体进行加热的方式,是一种极大地提高了加热效率、极为有利于环保的先进技术。
人的一生中,离不开音乐的“沐浴”和“滋润”,而优美曼妙的音乐里也无不蕴藏着共振的“精灵”。专家研究认为,音乐的频率、节奏和有规律的声波振动,是一种物理能量,而适度的物理能量会引起人体组织细胞发生和谐共振现象,这种声波引起的共振现象,会直接影响人们的脑电波、心率、呼吸节奏等,使细胞体产生轻度共振,使人有一种舒适、安逸感,音律的变化使人的身体有一种充实、流畅的感觉。它活化了体内的细胞,加快了血液的流动,激活了人的物理层次的生命潜能。人们还发现,当人处在优美悦耳的音乐环境中,可以改善精神系统、心血管系统、内分泌系统和消化系统的功能,促使人体分泌一种有利健康的活性物质,提高大脑皮层的兴奋性,振奋人的精神,让人们的心灵得到了陶冶和升华。所以,人们已经开始运用音乐产生的共振,来缓解人们由于各种因素造成的紧张、焦虑、忧郁等不良心理状态,而且还能用于治疗人的一些心理和生理上的疾病。
我们知道,粒子加速器对于物理学的研究和发展是至关重要的,而粒子加速器对于共振的运用,用“登峰造极”来形容也一点不为过。在粒子物理的基本小宇宙中,每一种能量都有对应的频率,反之亦然,这是很自然的物质互补原理,既有波又有粒子的特性。物质因为具有波的性质,也就有了频率。粒子加速器就是运用了这样的共振原理,把许多小小的“波纹”迭加起来,结果变成很大的“波峰”,可把电子或质子推到近乎光速,在高速的相撞下产生粒子来。
总而言之,共振不仅是一种客观存在,它也是有待于进一步开拓的科技领域。共振技术普遍应用于机械、化学、力学、电磁学、光学及分子、原子物理学、工程技术等几乎所有的科技领域。如音响设备中扬声器纸盆的振动,各种弦乐器中音腔在共鸣箱中的振动等利用了“力学共振”;电磁波的接收和发射利用了“电磁共振”;激光的产生利用了“光学共振”;医疗技术中则有已经非常普及的“核磁共振”等。在21世纪开始的正在蓬勃发展的信息技术、基因科学、纳米材料、航天高科学技术大发展的浪潮中,更是大量运用到共振技术。而且随着科学的发展,可以预见,共振将会对我们这个社会产生更加巨大的“震荡”。
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