大科学实验人的声音能震碎玻璃杯吗

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人的声音能震碎玻璃：专家论证可能性：找对共振频率就能

1、杯子内部要有缺陷

多年前《科学美国人》杂志曾有一篇报道，描述了这样一个场景：“她步履从容地走上舞台，吐出一串串震撼人心的高音音符，只见香槟酒杯碎了，眼镜镜片震裂了，树枝状的装饰灯炸裂了，她的声音‘摧毁’了音乐大厅。”

与地球上所有其他物质一样，每一块玻璃都存在一个天然的共振频率，一旦外界扰动，如声波的频率与之相匹配，便可能让玻璃产生大幅度的震荡乃至引发破碎。如果一个人唱歌时发出的声音频率与这种“铃铛”的声音频率相同，她(他)发出的声波会造成玻璃杯周围空气分子随之震荡运动，并且频率与其共振频率相同，于是这个玻璃杯也会随之发生振动。而如果这名歌唱家的嗓音足够嘹亮，玻璃杯有可能被震碎。

物理学家指出，尽管用嗓音震碎玻璃杯是可能的，但你的嗓音必须非常嘹亮并且运气要好。如果仅能让玻璃杯振动起来，这也并不意味能让它破碎，破碎很大程度上取决于其原始内部缺陷的存在情况。因此要想确保表演的成功，演员最好事先精心挑选一个存在微小裂纹、容易在震动下破碎的玻璃杯。

2、共振频率：想一想怎么推秋千

事实上，每件材料的表面都遍布大量的微小裂纹，只是它们实在太过微小，人的肉眼无法看出来。但这些裂纹的形态分布可以千差万别，两个在肉眼看起来完全一样的玻璃杯，其强度可能完全不同，从而其中一个可以承受更高的音量，而另一个却不行。

想震碎玻璃，音量是非常重要的一项参数，这是因为音量的大小直接正比于你能让杯子周围空气分子产生震荡的幅度大小。简单来说，你发出的声波从一个空气分子传往下一个空气分子，直到击中玻璃杯。当音量提升时，实际上你给玻璃杯施加的压力就增加了。这就像你推一个荡秋千的孩子，你推得越猛，孩子荡得越快，但你如果推得太频繁，会发现每次推力产生的效果不大，你必须等秋千下降到一定地方再用力推一下才能达到最好的效果——也就是说你推的频率必须跟秋千的频率保持一致——就像声音的频率必须吻合玻璃杯的自然共振频率一样。

3、原理简单操作难：“大嗓门”是关键

含在“声音摧毁手段”背后的物理学原理看起来并不难理解，但在现实生活中要想真正实现用声音震碎玻璃则极其困难。著名的意大利男高音歌唱家恩里科·卡鲁索据说可以做到，但在他去世之后他的妻子否认了这种说法。

为什么用声音震碎玻璃如此之难?让我们再回到那个荡秋千的例子。相对于你的手臂力量来说，坐在秋千上的孩子并不太重，而对于震动的空气分子而言，玻璃杯的重量几乎就像是一个体重数百公斤的胖子，很难对其施加大的影响。因此只有那些最脆弱、最精致的玻璃制品才能够产生足够大的共振现象，从而被人发出的声音震碎。

1970年有一部非常有名的商业片，其中一名女演员用声音震碎了一只葡萄酒杯，之后这个把戏又被多次使用，但所有这些都借助了声音放大器。将声音聚焦对准一个目标的做法还有一项应用，那就是超声波碎石，但不同的是医生们不需要考虑让声波的频率与你体内结石的共振频率相同，他们只需要集中足够强大的声波能量即可。同样，如果一名歌唱家的声音足够嘹亮，比如像炸弹爆炸声那么响，那么他也不需要符合玻璃器皿的共振频率，就能将玻璃杯震碎。

4、有过先例：摇滚歌手用声音震碎杯子

2005年，美国探索频道播出了一期节目，摇滚歌手杰米·维德拉在节目中用12只玻璃酒杯做实验，结果他成功地用声音震碎了一只玻璃酒杯。这是首次在录像条件下证实人类的声音可以震碎一只玻璃杯。维德拉震碎玻璃杯时的嗓音大小为105分贝，这几乎和手提电钻工作时的音量相当。而并非所有人都能发出这样的声音，歌剧演唱家们常年累月进行艰苦地训练，从而使他们能够长时间地发出超过100分贝的响亮声音，而一般人说话的声音只有大约50分贝。

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