声碎酒杯的奥秘

相信大家都看过《倚天屠龙记》，里面的明教护法金毛狮王谢逊，大家一定不陌生，他大声吼叫发出所谓“狮吼功”的声音，把敌人震得七窍流血于无形中杀人，周星驰《功夫》里的包租婆也会这个技能。据说修炼“狮吼功”需要极强的内力，用声波的形式把内力扩散出去。那么人的声音真的可以震碎酒杯吗？如何用物理原理解释这一现象呢？本期内容为大家揭示声碎酒杯的奥秘。

自然界中，有光能、水能，生活中有机械能、电能，但其实声也有能量。声音其实是人类接触最早也是最多的自然现象之一，婴儿刚一出生就会哇哇啼哭，我们生活的世界到处都充满着声音。声音是由物体的振动产生的，声音以声波的形式借助介质传播到我们耳朵内的听小骨，经过复杂的声—电转换，最终由大脑形成听觉。日常生活中，我们说话时发岀的声音来自声带的振动，再通过空气传播到耳朵里面，用手触摸喉咙时会察觉说话时声带在振动。

声音有三个特性，即音调、响度和音色，音调是指声音的高低，频率决定音调的高低，大多数人的声音频率大致在400Hz到800Hz之间。酒杯也有自己的“固有频率”，就比如当我们拿起一个杯子，然后用手轻轻地敲击一下杯壁发出的“叮”的一声，这个声音的频率就是这个酒杯的固有频率。

而声音之所以有破坏力，其实就是共振的原理，即外部有一个声源的频率跟某个物体的固有频率相同或者接近，就能够引起这个物体更大幅度的振动，这就产生了共振。但是，如果我们想把酒杯震碎，光达到共振产生的固有频率是不够的，另外一个必要条件就是声音的响度要足够大，这个响度大约在130dB。我们正常说话的声音响度大约60dB，要发出130dB的声音有点难，我们可以借助话筒和功放来放大声音，同时需要保持音调不变。

如果你也想练成“狮吼功”震碎酒杯，接下来请跟着本文利用声音与酒杯共振，一起实验吧！实验时需掌握共振技巧，要多加练习，熟能生巧。

科学原理：声碎酒杯的奥秘在于共振原理。所谓共振是指两个振动频率相同的物体，当一个发生振动时，会引起另一个物体以最大幅度振动的现象。酒杯自身有一个固有振动频率，外界给它一个驱动力，比如声音。当声音的频率和酒杯的频率接近或者相等的时候，杯子就会发生共振，当振动幅度超过了玻璃结构所能承受的范围时，酒杯便会被震碎。

声碎酒杯的原理不仅仅是科学实验的一部分，在生活中也有广泛应用。在医学领域，比如超声波碎石，当超声波与坚硬的结石接触便会产生共振将结石震碎，但是这个声波对柔软的人体组织并不会造成伤害，因为人的固有频率在次声波的频率范围内；在军事领域，可以用于破坏敌方的设备或器材；在工程领域，可以应用于无损检测，用来检测材料的质量和强度。当然声音的力量并不止如此，目前科学家们已经可以利用声音将燃烧的火焰熄灭，即低频声波灭火。

关于声音，不管是古代用于祭祀的钟鼓，还是现代科学的超声波碎石、声灭火，或是电视中的“狮吼功”，我们所认识的声音，存在于我们日常生活的各个方面，其中潜藏的科学奥秘远不止于此，希望在未来我们可以更好地去利用声音来方便我们的生活！

材料准备

材料准备：功放机、话筒、高音头、高脚杯、吸管、毛巾、手机软件（声音分析仪）

实验操作：

1.将毛巾铺在平整的桌面上，将高脚杯放在毛巾上。

2.用手轻轻敲响高脚杯，用手机软件“声音分析仪”测出高脚杯的固有频率。

3.连接好功放、话筒和高音头，使高音头靠近高脚杯一定距离。

4.将一根吸管放在高脚杯内，使吸管伸出杯口。

5.接通电源，对着话筒说话或发出“啊”的声音，尝试发出和高脚杯频率相同的声音，并用功放调整声音的大小。

6.当看到高脚杯内的吸管剧烈振动时，保持这个声音频率并持续一定时间，即可看到高脚杯被震碎。