انرژی و محیط زیست دانش عمومی و مهندسی دانش و فناوری زندگی عمومی پیشنهاد سردبیر

واقعا انسان می‌تواند با صدای بلند یک لیوان را بشکند؟

شکستن لیوان با صدای بلند

انجام کارهای عجیب در فیلم‌ها با استفاده از ترفندهای سینمایی امکان پذیر است. به عنوان مثال، شکستن لیوان با صدای بلند هنگام اجرای اپرا بر اثر اجرای نت بلند و طولانی بوسیله خواننده در یک فیلم هالیوودی نشان داده شده است. اما آیا این کار در واقعیت هم ممکن است؟

بله، می‌تواند امکان پذیر باشد اما احتیاج به شرایط خاصی دارد که باید آن شرایط با هم هماهنگ و متناسب باشند. برای دانستن این شرایط و چگونگی هماهنگ و جور شدن آن‌ها با هم، باید کمی با علم آکوستیک (صوت شناسی) آشنایی داشت.

صدا، انرژی آکوستیکی است. امواج این انرژی مانند الکتریسیته، در مواد حرکت می‌کند و ذرات ماده را برانگیخته می‌کند و در نهایت منجر به ارتعاش ذرات ماده در فرکانس معینی می‌شود. در واقع، صدا حاصل ارتعاش یک جسم است و در محیط مادی به صورت موج انتشار می‌یابد که ما در سیستم شنوایی خود، آن را بوسیله فعل و انفعالات فیزیولوژیکی درک می‌کنیم. فرکانس، تعداد امواج عبوری از یک نقطه معین در طول یک دوره زمان مشخص است. واحد اندازه‌گیری فرکانس، هرتز می‌باشد و یک هرتز برابر با یک موج در یک ثانیه است.

ایجاد تشدید برای شکستن لیوان شرط اصلی است.

هر ماده یک فرکانس طبیعی یا فرکانس تشدید دارد؛‌ که فرکانس ارتعاش اتم‌های آن ماده است. برای مثال فرض کنید که همسایه شما با گیتار باس خود بنوازد و گچ دیوار خانه شما وقتی که او یک خط باس پایین را اجرا می‌کند، ترک بردارد. بیشترین و کمترین فرکانس در گیتار باس از ۴۰ تا ۱۵۰ هرتز است (البته کیفیت بلندگوی همسایه نیز بر کیفیت صدا تاثیر دارد). بنابراین فرکانس تشدید گچ دیوار باید در این محدوده باشد، زیرا هنگامی که فرکانس نوسان نیروی خارجی با فرکانس ماده منطبق شود، ماده، انرژی را به جای منعکس کردن، جذب می‌کند.

امواجی که برای شکستن لیوان فرستاده می‌شوند، انرژی بیشتری حمل می‌کنند. آن‌ها متلاطم‌تر و کوتاه‌ترند؛ بنابراین در یک ثانیه زیادتر از آن‌ها، تقریبا ۵۵۰ هرتز، عبور می‌کنند. برای شکستن لیوان با صدای بلند ، فرکانس صدا باید با فرکانس لیوان یکی باشد. این شرط اول است.

همچنین توجه کنید که باید این صدا خیلی بلند باشد یعنی شدت صدا زیاد باشد. شدت صدا بر حسب دسی بل اندازه گیری می‌شود. در حالی که شدت صحبت کردن عادی یک نفر حدود ۵۰ تا ۶۰ دسی بل است، برای شکستن لیوانبا صدای بلند ، خواننده باید حنجره‌ای به قدرت ۱۰۵ دسی بل داشته باشد. حتی او باید خیلی به لیوان نزدیک باشد که در آن صورت خطر برخورد شیشه‌های شکسته با صورت او وجود خواهد داشت. به احتمال زیاد، زیاد کردن تقویت کننده الکتریکی هم نیاز خواهد بود.

انتخاب لیوان مناسب و ظریف برای شکستن لیوان با صدای بلند

لیوان هم باید از لحاظ استراتژیک مناسب باشد. یک لیوان نازک و ظریف، انتخاب خوبی است. یک لیوان خالی بسیار سریعتر از یک لیوان پر از نوشیدنی می‌شکند زیرا هوا رقیق‌تر از مایع است و صدا را بهتر حمل می‌کند. مسلم است که یک لیوان نازک دارای رخنه ریزی که قابل تشخیص نباشد، انتخاب بهتری خواهد بود.

اما آزمایشات واقعی درباره فرکانس‌های تشدید، بیشتر از یک بهانه برای شکستن لیوان با صدای بلند است. فرکانس تشدید، اساس آزمایش اولتراسونیک (مربوط به فراصوت) است که برای تعیین ایمنی ساختار سازه‌ها از خطوط لوله تا هواپیماها استفاده می‌شود. تست اولتراسونیک یک نوع تست غیرمخرب (NDT) است که به مهندسین اجازه می‌دهد تا بر بی عیب بودن تمام مصالح ساختمانی در مکان و هنگام استفاده، نظارت داشته باشند که در صورت وجود عیب، استفاده از ساختمان یا هواپیما برای تجزیه و تحلیل بیشتر در آزمایشگاه منحل می‌شود.

مطالب مرتبط

طرح باتری کوانتومی با بدون ذره‌ای نشت شارژ

عباس رهامی

جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۹ به ستاره شناسان رسید

عباس رهامی

نانوموادها به موکت‌های آنتی‌باکتریال ورود می کنند!

کیوان

نانوحسگر، نیتروژن دی‌اکسید را شناسایی می کنند

کیوان

میکروفون‌های کوانتومی، فونون ها را در سطح اتمی تشخیص می‌دهند

نوید بیک زاده

هسته زمین موادی را به گوشته تراوش می‌کند؟

کیوان

تکه مکعبی از ساختار تهی شبکه کیهان به تصور کشیده شد

کیوان

تاثیرات ماموریت آپولو ۱۱ چه بود؟

کیوان

درک ماهیت ماده تاریک در سطح ماه!

کیوان

برای نخستین بار: فیلم لحظه وقوع تغییرات مولکول

کیوان

به یاد ستاره ریاضیات: مریم میرزاخانی

کیوان

شبیه‌سازی سیستم‌های کوانتومی بدون نیاز به محاسبات سنگین توسط هوش مصنوعی!

نوید بیک زاده

حیات از طریق سیارک‌ها چگونه به دست می آید؟

کیوان

استفاده از اشعه ایکس در کشف سیاه چاله‌ها

کیوان

دانشمندان در یک آزمایش غیرمنتظره، نحوه حرکت چهار بعدی اتم را مشاهده کردند!

نوید بیک زاده

زمین زیر بارش پر انرژی ترین فوتون‌ها، از سوی سحابی خرچنگ

عباس رهامی

جهان دو بعدی چیست؟ آیا واقعاً حیات دو بعدی در جهان وجود دارد؟!

عباس رهامی

مشاهده انفجار رادیویی جدید در فاصله ۳.۶ میلیارد سال نوری!

عباس رهامی

دیدگاه شما چیست؟