小实验:简单易学!教你调一杯会唱歌的奶茶

作者: 窗敲雨

来源: 酷炫科学

发布日期: 2023-01-12 12:50:04

本文介绍了一个名为“热巧克力效应”的有趣现象,通过制作粉末冲调的饮料并用勺子敲击杯底,可以听到音调的渐变。文章详细解释了这一现象的原理,并提供了实验的具体步骤和注意事项。

每天蹲在家里真的很容易心情烦躁,所以今天来分享一点没用但有趣的家庭小活动。这是一个被称为“热巧克力效应”的有趣现象,它的关键在于制作一杯用粉末冲调的饮料,然后再用勺子敲击杯底,奏出一首渐变的旋律。粉末饮料具体的成分并不重要,无论是可可粉、抹茶粉还是冲饮奶茶粉,都可以达到相似的效果。具体是什么效果呢?下面是我用一包冲饮奶茶粉拍的演示,大家可以来听听看:听出敲击音调的变化了吗?

如果感觉不明显,可以拖动进度条对比一下声音随时间的变化。搅匀奶茶粉之后,立刻开始敲击杯底,会听到敲击的声音音调慢慢变高,最后逐渐停在较高的频率上不再发生变化。这就是“热巧克力效应”的现象了。短时间内如果再次搅拌,还能让现象重现。而时间一长,现象就会消失了。在这里,我们听到的声音主要来自水杯中液柱的振动。音调的高低取决于共振频率,而共振频率又与声音传播的速度有关。

在水中搅拌进粉末改变了声音传播介质的性质,因此改变了声音的传播速度与共振频率,因此听起来音调就会发生变化。再具体点说,主要的变化在于粉末在液体中引入了很多小小的气泡。这些小气泡只会十分轻微地改变液柱整体的密度,但是会大幅改变介质的可压缩性,因此会让敲击杯底听到的音调变低。随着小气泡逐渐上浮,介质性质渐渐恢复,音调又会变高。如果趁着气泡还没有消失再次搅拌,气泡又回到液体内部,那么还可以再现这个现象。

成功的要诀是要敲击杯子的底部而不是侧壁,最好用木头勺子敲而不是陶瓷或金属的勺子,因为我们需要听的是来自液柱振动的声音,所以要减少来自勺子或者杯体的声音。另外就是粉末需要加比较多声音变化才会明显(速溶咖啡可能就量有点少,具体我没有测试)。其实只要能在水中引入大量气泡,即使没有粉末也有同样的效果,比如说有些水龙头打开就有很丰富的气泡,这种水可能直接接到杯子里敲一敲也是相同的现象。

下次喝热巧克力或者奶茶的时候可以试试看。

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