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人类能不能用声音震碎玻璃杯?

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理论上是可能的,只要能喊出130分贝以上的声音,并且频率和玻璃杯的固有频率相同,或许就可以实现震碎玻璃杯的壮举。但是若不借助工具或直接接触玻璃杯传递震动,普通人是很难做到这一点的。

声音的载体是声波,声波是一种机械波,由物体振动而产生,在气体和液体中表现为一种纵波。形象化纵波形式的声波,你可以把它看作是一根伸缩的弹簧。当这根弹簧撞到你,你当然会“为之一震”。

表达声音大小的常用单位是分贝。1分贝是大部分人能分辨出的最小的声音,差不多相当于3米外一只蚊子发出的嗡嗡声。面对面交谈的音量大约是50分贝,它的能量是1分贝声音的大约10万倍。隔壁装修用冲击钻打孔的时候音量大约有100分贝。最躁的演唱会现场音量有差不多137分贝,待在那种地方你的耳朵会疼,听完一场你的耳鸣会持续好多天——真正的余音绕梁。近距离炸响的炮弹产生的声音可达150分贝,这样强度的声音足以撕裂鼓膜——所以大音希声。而残暴的科学家曾经用高达180分贝声音摧残过小白鼠,发现这样的声音可以震碎它们的肝脏,也就是撕心裂肺。别看分贝数只是从1升高到180,它蕴含的能量已经变大了1000000000000000000倍。

所以,理论上,只要声音够大,摧枯拉朽什么的根本不在话下,何况一个玻璃杯呢。

让一个东西碎掉,考验的是它的“断裂韧性”。正如大家知道的,普通玻璃的断裂韧性很差,大约只有同等条件下钢铁的百分之一左右。

另外一个问题就是共振。如何理解共振?相信每个人都推过秋千。把坐在秋千上的人推高,可以使蛮力,只要力气够大,管你三七二十一,一掌连秋千架推倒都行。另外一个方法就是使巧劲儿,每个秋千都有自己的摆动频率,把发力的节奏和秋千摆动的节奏同步起来,不用太费劲也能把坐秋千的人推得求饶。如果你用的是第二种方法,恭喜你,这就是共振的原理。玻璃杯也好,飞机也好,一座桥也好,都有自己的“固有频率”,也就是秋千摆动的节奏。如果外力的频率跟这个固有频率相同或者接近,就能引起物体更大幅度的振动。

想要知道玻璃杯的固有频率不太难,一手持杯柄,另一只手轻轻弹击杯口,叮,这个声音的频率就是。

部队齐步走把桥震塌的例子常被用来形容共振现象的可怕,不过,千万别把大桥真的比作豆腐渣。即便是找到了共振频率,也需要一整支部队才可能。一个士兵把脚跺麻了也不会跺踏一座大桥。因为就像秋千一样,所有振动的物体都会因为阻力而回到静止状态。所以,还是要用些力气的。

另外,玻璃的质量会影响它的振动特性,玻璃中的杂质和气泡会影响振动的整齐性。一定选择那些声音清脆的,这样会省力得多。而如果是铅玻璃,也就是所谓水晶玻璃,那就更好了。玻璃里的铅就像是队伍里的教官,会让大家行动整齐划一得多,也就是更容易被震碎。

根据玻璃的断裂韧性估算,即便考虑到共振,大约仍然需要130分贝以上的声音才可以把一个完好的玻璃杯震碎。而且这个声音要准确的定位在玻璃杯的共振频率上,稍有差池,效果剧烈打折。

那一个人的声音能有多大?其实喊到130分贝这个级别不难,只要你肯扯着嗓子喊,把别人的耳朵震疼都不难。难的是在喊得响的时候保持音准。历史上,著名的男高音歌唱家卡鲁索(Enrico Caruso)和传奇爵士女歌手菲茨杰拉德(Ella Fitzgerald)都传说唱碎过玻璃杯,但是由于缺乏见证者,可信度存疑。人类第一次在电视上看到有严谨见证的人声震碎玻璃杯是在2005年5月美国探索频道的《流言终结者》中,摇滚男歌手文戴拉在高速摄像机的监督下,把嘴边的一个玻璃红酒杯唱成了碎片。

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