共振那些小事（上）

在之前的语谱图的介绍中，我们提到了几种不同的语谱表现形式。其中印象最深刻的莫过于共振峰的表现形式，可以说它符合了所有强迫症的梦想——整齐划一、结构清晰，不像其他的语谱表现，要么乱糟糟的，要么看不清。

＊图示语句：北大中文系

我们可以清晰地看到每一条峰的样子。那么共振峰是怎么来的？共振现象又是怎么产生的？这个问题可以说是陪伴了多数语音学生的一生，尤其是那个调皮的空气粒子，怎么就成了那样的运动。由于所涉颇多，接下来我们首先细细说一说与共振相关的“前世今生”。

在说到共振之前，我们要先提一提振动的事情。我们知道振动可以分为很多种，我们之前举例的图示正弦波的振动就是其中的一种，我们称之为简谐振动，最典型的例子就是我们荡秋千。当你推动秋千时，它会以固定的频率来回摆动。假设这种摆动是每秒2次，那么它的频率就是2 Hz。只要它物理特性不发生变化，那么这2 Hz就是秋千的固有频率。

大家都知道，在生活中处处有摩擦力的存在，所以如果没有外力的帮助下，这个秋千迟早会慢慢停下来。如果我们站在荡秋千的人后，用手轻轻一推，那么它就会一直荡起来。为了让秋千达到摆动的最大幅度，推的时机就非常重要。什么时机？那就是当你推动的频率与秋千的固有频率达到一致时，它的幅度会达到最大。这种现象，我们就称之为共振。

＊强迫振动曲线，峰值即为共振频率

从上面的解释不难看出，共振现象其实更像是两种波的干涉过程，正如数学中的“负负得负”一般，当多个波重叠时，高压区重叠则压强越高，低压区重叠则压强越低，也有两波相抵消的部分。在种种干涉中，比较有趣的是驻波这一现象。

＊入射波在障碍处形成驻波

驻波是由两列相同的简谐波在介质中以相反的方向传播而产生的。从上面的动图可以明显看到，空气粒子在障碍处“翻转”回来，成为与入射波传播方向相反的反射波，空气粒子的位移在入射波的某些位置上达到最大值，这些最大值的位置没有发生变化，就好像波静止了一样，因此成为驻波。试试在生活中，你帮妈妈抖抖床单，如果你们两个人抖的频率一样，会发生什么情况。

共振现象在生活中可谓处处可见，在声学中，我们总需要与声管密切结合起来，因此出现了有名的Helmholtz resonance，即亥姆霍兹共振管，通过它我们揭开了声学共振的层层面纱，也拉开了元音共振峰的序幕。