舒曼共振

舒曼波的的谐振情形

1889年美国工程师特斯拉在实验里发现地球的共振频率接近8赫兹，1952年德国科学家舒曼在研究地球及其电离层的系统时也发现这个共振频率，后来称之为舒曼共振(Schumann Resonance)。

概念

舒曼共振是每秒7.83周期（7.83赫兹）。舒曼共振是以德国物理学家温弗里德奥托·舒曼（W.O.Schumann）的名字命名的，被认为是地球的振动频率。这使得在ELF（超低频）地球的总的电磁频谱范围舒曼共振。

舒曼共振也与19.7赫兹，13.8赫兹，25.7赫兹，31.7赫兹，39赫兹和45赫兹有关。确切的频率也随时间变化。最重要的是，有证据表明，地球的平均频率是随着时间的推移漂流。

在7.83赫兹舒曼共振在于阿尔法脑电波范围内的。因此，聆听到双耳舒曼共振的节拍，往往会增加阿尔法脑电波模式。

舒曼共振的频谱在ELF波段，频率为8Hz左右(这个值的说法很多，7.83/7.5/7.2等)，

发现背景

1889年美国工程师特斯拉决定迁往可以让他有做高频高压实验的地方，即科罗拉多州的科罗拉多斯普林斯，并开始在那儿进行研究。到达后不久他向记者说，他正在做将讯号从派克斯峰（附近的一座山）送到巴黎的无线传输实验。特斯拉的日记里有他对关于电离层及地下纵波与横波实验的阐述。在实验室中，特斯拉证明了泥土是导电体并制造出人造闪电。特斯拉通过自己的接收器观察了闪电并研究了大气电。特斯拉的接收器与检波器的复制品到了非常复杂的程度（例如，分布式元模型，Q因子，空腔谐振器，无线电频率反馈和再生电路）。特斯拉研究如何无线传输能量与电力。他在自己的实验与发现的基础之上通过计算得出地球的共振频率接近8赫兹。

1952年德国科学家舒曼(W.O.Schumann)在研究地球及其电离层的系统时也发现这个共振频率，证实电离层的空腔谐振频率在此范围之内，后来称之为舒曼共振。1954年他发表了文章介绍。

共振原理

简单的说全球雷暴产生的闪电活动等效于一个电流发生器，向电离层充电维持了全球电流平衡和电离层电位。闪电产生频数很宽的电磁辐射，其低频部份强度很弱，但对于零级波型，即其波长等于地球周长（或其整数倍）时，地球波导作用就像一个共振器，闪电辐射被放大。考虑到地球为球形波导、传播中的损耗以及各向异性的电离层、边界层影响，从波导理论到得谐振频率约为7.8赫兹。来自闪电的7.8赫兹（这个值的说法很多，7.83/7.5/7.2等），辐射波被称为“舒曼共振波”。对于理想波导，零级舒曼共振波是一个随高度不变的重直电分量即电离层电位。表征全球闪电活动强度的舒曼共振波和电离层电位线性相关，通常用测量舒曼共振波磁场来表示征全球闪电活动，且可以在地球上任意地方测量，相差不大，当然会有局地影响以及电离层不均匀性等影响，故通常采用月平均值，应用这个原理就可以在一定条件下探测相对区域内的雷电活动情况。

举个形象的例子，就像2个音叉，当其中A音叉被外力敲响后就会产生振动并发出一定频率的振动波A1，A1通过空气传播由于频率衰减无法被B音叉接收到。

而与A1相同频率的振动波A2，通过共鸣箱加强了频率振动了周围的空气，当A2靠近静止的B音叉时，B音叉的共鸣箱就会接收振动波A2，从而产生与A音叉相同频率的振动波A2，可见共鸣箱的作用是巨大的。

而此时，原来传播振动的A音叉，并未由于静止B音叉的共振而产生衰减；依次轮推，可以有无数的音叉都会通过共振从A音叉获得振动的能量，这些从静止状态到振动状态产生的能量就是共振能。

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