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塑料瓶套袋机每个塑料瓶也有专属的心跳声
发布时间:2019-07-01 21:29

把饮料喝完了无聊的时候,你一定玩过吹瓶子的游戏吧。


塑料瓶被吹了以后会发出呜呜的声音,但是杯子被吹了以后却不会发出声音。


2个都是容器,为什么一个有声音,另一个没有,这不是很奇怪吗?


塑料瓶套袋机认为实际上,每个塑料瓶都有自己独特的“心跳声”,杯子也有,只不过你听不见罢了。


关键概念


亥姆霍兹共振器

材料和操作


几个不同大小和形状的塑料瓶,纸杯一个



烟雾(比如火柴熄灭后的)


操作很简单。


1. 对着塑料瓶吹气,注意不是向瓶子里面吹,而是和瓶口平行,听一听你听到的声音,比较一下不同瓶子的音高。


如果你的手机或者电脑上有分析声音频率的软件或APP,也可以拿来对比一下不同瓶子的声音。


测定声音频率的免费 APP:

苹果手机可以下载 SpectrumView

安卓手机可以下载 Sound Frequency Analyzer

2. 再对着纸杯的杯口吹一吹,听听它发出声音了吗?

3. 把火柴熄灭后丢到塑料瓶里,制造烟雾。然后对着瓶口吹,观察一下烟雾的动态。

如果你的操作正确,你会看到这样像心跳一样一丢一丢的烟雾形态——

原理

为什么不同大小和形状的塑料瓶发出的声音不一样?为什么烟雾会像心跳一样一丢一丢地出现呢?

这是因为,塑料瓶里的声音发生了共振。实际上,塑料瓶是一种亥姆霍兹共振器(Helmholtz resonator)。
什么意思呢?
亥姆霍兹共振器是一种有一个比较细长的开口的容器,在瓶口附近的气体会振动,因为容器里的空气具有“弹性”(springiness)。

当你在吹瓶口的时候,内部的气体受到挤压,它会试图弹回原来的体积,这就导致容器里面的气体就发生了振动,产生了声音。

具体的过程是这样的。

比如,想象一下瓶口有一团灰色的气体。当你对着瓶口吹气的时候(不是向瓶子里面吹,而是和瓶口平行),这团气体被挤压到了更深的地方,使瓶子内部的气压变大。

瓶子里更大的气压会把这团气体逼出瓶口一点,使瓶子内部的部分气体涌出。这么一来瓶子里面的气压又变小了,外面的空气又会被吸入一些。因此瓶口的气体就像一个弹簧一样反复上下抖动,而瓶子里的气体也随之规律地振动,正是这种振动发出了你听到的嗡嗡声。


而且,和你的预感一样,这个频率和瓶子的口径还有大小相关。

每个瓶子固定的“心跳频率”写成公式是这样的:

f 就是瓶子发出的声音的频率;c 是声速;S 是瓶口的表面积;V 是瓶子内气体的体积;L 是瓶口的长度。


用这个公式你就知道,为什么杯子不能发出我们能听见的嗡嗡声了吧,因为它的杯口相对体积太大了,所以频率非常高,我们听不见。


塑料瓶外观检测所以你知道了吧,你听到的瓶子的“心跳声”,其实是你发出的声音的所有频率成分中的特定一种,而这个频率和瓶子本身的性质有关。


利用这个挑频率放大的原理,科学家们设计出了亥姆霍兹共振器,它们可以在各种杂音中过滤出特定频率的声音。

能够从各种声音过滤和放大特定频率的亥姆霍兹共振器,不同大小对应不同的频率。长得很像乐器埙。


塑料瓶测漏机认为其实,我们常见的口哨中,有一些也是应用了亥姆霍兹共振的原理。许多乐器,像是吉他,还有我国传统乐器埙,以及海螺里听到的“海声”,实际上也是亥姆霍兹共振放大了某种特定频率的原因。一些汽车和摩托车还利用亥姆霍兹共振设计排气管,从而减少噪音。


其实,你还可以利用这个原理制作声波马达哦。


制作方法很简单,只要把2个塑料瓶平行地吊在一个音响上面,打开音响,它们就会转动啦——


推动声波马达转动的,就是瓶子里发生的亥姆霍兹共振——