Kan du virkelig knuse et glas med en høj seddel?

Det er operaens ækvivalent til scenen med slip-on-the-banan-skrællen:Sopranen på scenen rammer en høj tone så lang og gennemtrængende, at den revner operaglassene i den elegante dowager i bokssædet. Hollywood kan gøre det med et trick til redigering, men er det muligt i det virkelige liv?

Godt, Ja det er. Men det bliver også ramt af lynet. Med andre ord, det kræver en sjælden konvergens mellem særlige forhold. For at forstå disse forhold og hvordan de fungerer sammen, et lynkursus i akustik er i orden.

Lyd er akustisk energi. Ligesom elektricitet, lydenergi bevæger sig gennem stoffer i bølger, som "ophidser" stoffets partikler og får dem til at vibrere med en bestemt frekvens. Frekvens refererer til antallet af bølger, der passerer gennem et givet punkt over en given periode, og vi måler frekvens i hertz:en hertz er lig med en bølge i sekundet.

Hvert stof har en naturlig , eller resonans , frekvens - den frekvens, hvormed dets egne atomer vibrerer. For eksempel, Antag, at din basguitar-nabo revner gipset på dine vægge, når hun spiller lavt, drivende baslinje. Frekvensen af ​​en basguitar er lavere, dybere noter løber fra 40 til 150 hertz. (Kvaliteten af ​​din nabos højttalere vil også påvirke lydkvaliteten.) Således gipsets resonansfrekvens skal falde et sted i det område, fordi når et stof støder på en frekvens, det matcher, den absorberer energien frem for at afspejle den [kilde:San Diego Opera].

Glasskårende bølger bærer mere energi. De er kortere og "hakkete"; således passerer flere af dem igennem i sekundet, på cirka 556 hertz [kilde:San Diego Opera]. At knuse glas, seddelens frekvens skal være den samme som glasets. Det er en betingelse.

Noten skal også være høj, en kvalitet kendt som intensitet . Intensitet måles i decibel. Mens samtaletoner i gennemsnit er 50 til 60 decibel, en uddannet vokalist kan have rørene til at nærme sig de cirka 105 decibel, der er nødvendige for at knuse glas [kilde:San Diego Opera]. Selv da, han eller hun skulle være så tæt på at risikere alvorlige ansigtsskår, hvis glasset eksploderer. Mere sandsynligt, et boost af elektronisk forstærkning ville være nødvendig.

Endelig, glasset skal vælges strategisk. Et vinglas er et godt valg. Det er fint og tyndt - i modsætning til, sige, en ølsten - som maksimerer mængden af ​​stress pr. partikel. Et tomt glas revner lettere (om end mindre dramatisk) end et, der indeholder vin; luft, være mindre tæt end væske, bærer lyden bedre. Og hvis du kan finde et vinglas med en fejl i sin struktur, selv en usynlig, der hjælper ved at give et svagt sted.

I øvrigt, virkelige tests med resonansfrekvenser tilbyder mere end en undskyldning for at knuse glas. Resonantfrekvens er grundlaget for ultralydstestning, som bruges til at bestemme sikkerheden ved strukturer lige fra rørledninger til fly. Ultralydstest er en type ikke -destruktiv test (NDT), som gør det muligt for ingeniører at overvåge byggematerialers integritet som, hvor, og mens de bruges - hvilket er at foretrække frem for ellers at demontere en bygning eller et fly til analyse i et laboratorium.

Masser mere information

Forfatterens note:"Kan du virkelig knuse et glas med en høj seddel?"

For et par år siden rensede jeg køkkenet, da jeg vippede en stol for langt tilbage på dens bagben. Det gled fra min hånd og ramte ovndøren. Dørens vindue eksploderede til en dramatisk, glasagtig meteorregn. Gulvet skinnede, fantastisk som et vinterlandskab efter en isstorm. Selvom energikilden ikke var sonisk, resultatet var det samme, og lige så usandsynligt. (Jeg var bare heldig.)

relaterede artikler

• Ultralyd
• Resonans
• Hvordan kan du få et vinglas til at synge?
• Kan en lydbølge dræbe dig?
• Hvad er en decibel, og hvordan måles det?

Flere store links

• Musikvidenskab ved University of New South Wales
• Acoustical Society of America
• Hvad er de akustiske vidundere i verden?

Kilder

• American Society for Nondestructive Testing. "Introduktion til ikke -destruktiv testning." (24. maj kl. 2015) https://www.asnt.org/MinorSiteSections/AboutASNT/Intro-to-NDT
• Bergman, Paul. "Lydisolering." UHF Magazine. Nr. 63. (27. maj, kl. 2015) http://www.uhfmag.com/Issue63/soundproofing.html
• Huff, Chris. "Kunsten med bas -EQ; Brug af otte nøglefrekvensområder." Behindthemixer.com. 6. september, 2011. (24. maj, kl. 2014) http://www.behindthemixer.com/art-bass-eq-using-eight-key-frequency-ranges/
• NDT -ressourcecenter. "Ikke -destruktiv testning i luftfartsindustrien." (24. maj kl. 2015) https://www.nde-ed.org/AboutNDT/SelectedApplications/AircraftInspection/Aircraft%20Inspection.htm
• NDT -ressourcecenter. "Lydens komponenter." (22. maj kl. 2015) https://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Sound/components.htm
• San Diego Opera. "Fysikforbindelser:Lektion to:Intensitet og den menneskelige stemme." (23. maj kl. 2015) https://www.sdopera.com/content/science-music/Physics-Lesson2.pdf
• Shrock, Karen. "Fakta eller fiktion:En operasangers piercingstemme kan knuse glas." Videnskabelig amerikansk. 23. august kl. 2007. (21. maj, kl. 2015) http://www.scientificamerican.com/article/fact-or-fiction-opera-singer-can-shatter-glass/