Thu, 12 May 2022 18:45:36 +0800
馆长随笔
热巧克力的声音魔法
刊登日期: 2023年7月7日
今天(7月7日)是国际巧克力日,不如齐来制作一杯热巧克力庆祝一下吧!把一包巧克力混合粉倒入杯子中,添加热水,并用匙羹搅拌均匀。然后,魔法时间 —— 用匙羹不断轻敲杯底,仔细听听声音的改变。
你能否听到敲打声的音调逐渐变高?好吧好吧,这不是魔法,而是物理学!
这神奇的波动学现象称为「热巧克力效应」。声波是一种机械波,需要介质(固体、液体或气体)传播。介质中的粒子越密集,传递振动所需的时间就越短。这就是声音在水中的传播速度(约每秒1,500米)比在空气中的传播速度(约每秒340米)快得多的原因。
话说回来,当我们搅拌巧克力溶液时,不单加入了香甜可口的可可味,更将气泡带进了液体。我们将杯子想像成一端封闭的管道,其基频 (f) 会受音速 (v) 和管道的长度 (L),亦即杯子的高度影响。在杯子高度维持不变的情况下,由于声音在充满空气气泡的液体中传播速度会变慢,因此你可以听到杯子传出较低频率的声音。
随着我们不断敲打杯底,气泡上升到液体表面破裂而消失,只剩下热巧克力溶液。敲打声的音速因而逐渐增加,导致音调越来越高。
现在赶紧搅拌你的热巧克力,尝试多几次这个有趣的小把戏,听听声音的魔法。你也可以尝试使用其他即冲饮品,例如咖啡和抹茶粉,甚至汽水,看看哪种最适合施展你的声音魔法。