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《振動噪音科普專欄》銅鑼的「振動模態」如何解讀?

一般銅鑼的結構外形,大約都是圓形的薄板結構,為什麼要觀察與探討銅鑼的振動模態(vibration mode)呢?因為,銅鑼也是一種打擊樂器,透過敲擊結構體,產生結構的振動,進行發出聲音。因此,了解銅鑼的結構模態,特別是模態振型,可以探知銅鑼敲擊後的發聲頻率特性。讀者可以回顧一下先前單元:【聲音如何產生?】、【康熙字典怎麼解釋【聲】(sound)?】、【打擊樂器如何分類?】。 圖示呈現了,以分析方式進行理論模態分析,可以求得銅鑼的自然頻率以及對應的模態振型,如果,沒有對模態振型做適當的特性分類與解讀,看起來是不是有眼花撩亂的感覺呢? 由於,銅鑼是圓形薄板結構,建議讀者可以先回顧一下,先前對圓形平板結構的模態振型物理意義之解釋說明:【如何解讀典型圓形平板的模態振型?】,【如何解讀自由邊界圓形平板的模態振型?】 針對銅鑼的模態振型圖示,我們就逐項探討,這個銅鑼的振動模態之物理意義: 1.          第1及第2個振動模態:可以觀察其自然頻率都為100.5Hz,此兩個模態是軸對稱模態,因為,銅鑼是圓形結構體有軸對稱的特性。又,模態振型可看出有十字的節線(nodal...