为什么暖瓶胆放在耳边会嗡嗡响?

作者: Frions

来源: 中科院物理所

发布日期: 2017-06-30 09:55:41

本文讨论了暖瓶内胆在耳边嗡嗡响的原因,涉及暖瓶内空气振荡形成驻波的现象,以及保温好的暖瓶内胆声音响亮持久的原因。

话说暖瓶这东西如今在城市里几乎就剩大学生还在普遍使用了。趁着还没放暑假,用奶奶用过的很土却很科学的办法检查一下它们的质量吧!

要明白这个问题,首先看一下关于暖瓶另一个常见的问题:朝暖瓶里吹口气放在耳边,为什么会听到嗡嗡响?而且保温好的暖瓶会响声比较大、比较持久?这是一个传统的挑选暖瓶内胆的方法:向暖瓶内胆中吹口气,将内胆放到耳边,如果有很明显的嗡嗡声,说明这个胆的保温性很好。这是老人们买瓶胆的方法,靠经验总结的,却很实用。

向内胆中吹气会发声这个现象很容易理解,就是吹气的过程中引起瓶内空气振荡,而振荡的空气在“暖瓶”这个边界条件下会形成固定频率的驻波,这个驻波就是声源。其实不仅暖瓶,任何有“空气柱”存在的容器均可由此发声,很多管乐就是这个发声原理。那么为什么保温好的内胆声音要响亮持久呢?这个要看保温好的暖瓶和保温不好的暖瓶的区别了。暖瓶保温靠的是阻绝热传导:内胆由内外两层组成,内外两层之间尽量抽成真空。

这里的真空度越高保温效果越好。这样“响声嘹亮持久”就容易理解了,内外两层之间的真空不仅阻绝了热传导,也成功减少了“空气柱”驻波的耗散,耗散较小的驻波,必然会发出更加嘹亮、更加持久的声音。

那么现在回到原问题:为啥在什么都不做的时候,保温好的暖瓶放在耳边也会有嗡嗡响?这其实源于暖瓶内空气柱对空气中的“白噪声”的选择。

我们周围的空气其实一直在“振动发声”,不过这种振动是没有固定频率的,是一种没有携带信息的“白噪声”。而暖瓶中的“空气柱”对这种白噪声有种滤波功能,可以选择出“空气柱”固有频率的声音。在这里,白噪声就扮演了“吹气”的角色。不过“空气柱”选择出的声音很小,只有耗散更慢的保温性好的暖瓶才能听到。

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