英國的研究團隊測量了英國倫敦的著名建筑大本鐘的振動模式，并解決了“鐘聲從何而來”這個問題。大本鐘位于英國議會大廈威斯敏斯特宮北端的伊麗莎白塔上。
萊斯特大學(xué)的研究團隊首先創(chuàng)建了大本鐘的計算機三維模型，然后將測量設(shè)備拖上334級螺旋樓梯到達鐘樓頂部。他們在大本鐘整點報時時，用激光器測量鐘的振動。
英國萊斯特大學(xué)工程系高級結(jié)構(gòu)動力學(xué)評估中心（ASDEC）的研究團隊使用兩臺Polytec PSV-500 3D掃描激光多普勒振動計，在上午9點、10點、11點和正午12點分別測量了大本鐘的鐘聲，希望發(fā)現(xiàn)它是如何產(chǎn)生獨特音調(diào)的。
伊麗莎白塔上有五個鐘，其中之一為大本鐘。
圖片提供：英國萊斯特大學(xué)。
圖片提供：英國萊斯特大學(xué)。
萊斯特大學(xué)的研究團隊首先創(chuàng)建了大本鐘的計算機三維模型，然后將測量設(shè)備拖上334級螺旋樓梯到達鐘樓頂部。他們在大本鐘整點報時時，用激光器測量鐘的振動。
研究團隊的技術(shù)專家Martin Cockrill說：“為了完成這項測量工作，我們要與時間賽跑。”
他說：“因為我們無法將整套三維測量系統(tǒng)運到塔頂，所以只能使用一維的激光多普勒振動計。而且鐘聲的持續(xù)時間很短，因此我們需要同時使用兩臺振動計才能在這么短的時間內(nèi)測量足夠的數(shù)據(jù)。”
該儀器能夠記錄大本鐘的振動，因為這些振動幅度太小，無法用肉眼觀察。Cockrill和他的團隊測量了500次大本鐘的振動數(shù)據(jù)，這是以前的測量技術(shù)來不可能實現(xiàn)的。
Cockrill說：“我們擔心由于倫敦的污染問題，大本鐘表面會使測量激光產(chǎn)生相當強烈的散射而無法獲得足夠詳細的數(shù)據(jù)。但令人欣慰的是，我們的測量結(jié)果非常好，這得益于大本鐘洪亮的鐘聲。”
這個三維仿真圖展示了大本鐘的振動模式之一。
圖片提供：英國萊斯特大學(xué)。
圖片提供：英國萊斯特大學(xué)。
大本鐘比其他相同尺寸的鐘更厚、更重，因此它的振動頻率更高。當鐘被撞擊時，會產(chǎn)生許多不同的振動模式。這些模式的頻率和強度主要是由鐘的輪廓決定的。
Cockrill表示，該項目中使用的激光掃描振動測量儀也在不斷改進。
他說：“在此以前，測量大本鐘的振動是不可能完成的任務(wù)。但是現(xiàn)在，我們已經(jīng)能夠高效地完成測量。”
對于Cockrill和他的團隊來說，能夠登上大本鐘為這一歷經(jīng)百年的歷史建筑做科學(xué)測量是一次千載難逢的機會。
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