大学物理 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (3): 100-.doi: 10.16854/j.cnki,1000-0712.240195
巩伊鸿,贾文慧,郭靖霖,白在桥
GONG Yihong,JIA Wenhui,GUO Jinglin,BAI Zaiqiao
摘要: 本文研究带有长颈的球形声腔的本征频率如何随声腔对称性的破坏程度变化,旨在提供一个可以演示量子力学中对称性与能级简并之间关系的经典力学例子. 在扫频信号驱动下,用麦克风采集声腔内的声压信号,根据功率谱得到声腔的本征频率. 对l=2的情况,当SO(3)对称性破坏但保留SO(2)对称性时,实验发现原本简并的3个本征频率分裂成2个. 当进一步破坏SO(2)对称性仅保留离散的反射对称性时,3个本征频率完全分开. 利用COMSOL Multiphysics数值模拟,验证了实验现象,同时指出了实验中发现的某些本征频率对扰动不敏感的原因:这些态的本征模式具有奇宇称,在瓶颈附近的振幅很小.