Thu, 12 May 2022 18:45:36 +0800
館長隨筆
熱巧克力的聲音魔法
刊登日期: 2023年7月7日
今天(7月7日)是國際巧克力日,不如齊來製作一杯熱巧克力慶祝一下吧!把一包巧克力混合粉倒入杯子中,添加熱水,並用匙羹攪拌均勻。然後,魔法時間 —— 用匙羹不斷輕敲杯底,仔細聽聽聲音的改變。
你能否聽到敲打聲的音調逐漸變高?好吧好吧,這不是魔法,而是物理學!
這神奇的波動學現象稱為「熱巧克力效應」。聲波是一種機械波,需要介質(固體、液體或氣體)傳播。介質中的粒子越密集,傳遞振動所需的時間就越短。這就是聲音在水中的傳播速度(約每秒1,500米)比在空氣中的傳播速度(約每秒340米)快得多的原因。
話說回來,當我們攪拌巧克力溶液時,不單加入了香甜可口的可可味,更將氣泡帶進了液體。我們將杯子想像成一端封閉的管道,其基頻 (f) 會受音速 (v) 和管道的長度 (L),亦即杯子的高度影響。在杯子高度維持不變的情況下,由於聲音在充滿空氣氣泡的液體中傳播速度會變慢,因此你可以聽到杯子傳出較低頻率的聲音。
隨着我們不斷敲打杯底,氣泡上升到液體表面破裂而消失,只剩下熱巧克力溶液。敲打聲的音速因而逐漸增加,導致音調越來越高。
現在趕緊攪拌你的熱巧克力,嘗試多幾次這個有趣的小把戲,聽聽聲音的魔法。你也可以嘗試使用其他即沖飲品,例如咖啡和抹茶粉,甚至汽水,看看哪種最適合施展你的聲音魔法。