Содержание
Питьевой стакан создает звук, когда вы касаетесь его обода или ударяете по нему предметом. Этот звук создается, когда вибрации стекла влияют на воздух внутри стекла. Каждое стекло вибрирует с характерным шагом, называемым резонансной частотой. Эта частота отличается в зависимости от свойств стекла и наличия в нем жидкости.
Вибрации стекла
Когда стекло издает шум, края стекла движутся очень быстро. Две противоположные стороны стекла расширяются и сжимаются одновременно. Стороны на 90 градусов от этих сторон расширяются и сжимаются напротив этих двух других сторон. Эти быстрые колебания в стекле заставляют воздух внутри стекла сжиматься и расширяться волнами. Эти волны давления воздуха - это то, что мы знаем как звук.
Резонансная частота
Высота или частота звука звонка изменяется в зависимости от физических характеристик стекла. Частота измеряется в циклах в секунду или герцах. Частота, с которой объект вибрирует, называется его резонансной частотой. Более толстое стекло не будет резонировать так же легко, как тонкое стекло. Кроме того, если в стакане есть жидкость, это приведет к снижению резонансной частоты стекла. Это противоположно тому, что происходит, когда вы надуете стеклянную бутылку. Это два разных способа создания звуковых волн.
Потирая Vs. Касание
Потираете ли вы пальцем ободок стакана или постучите по нему чем-то, это будет иметь несколько иные эффекты на производимый звук. Частота будет одинаковой независимо от метода, но продолжительность звучания будет отличаться. Если вы проведете пальцем по краю стакана, стекло попеременно соскальзывает и прилипает к пальцу. Это вызывает вибрации на резонансной частоте, и стекло будет издавать звук в течение всего времени протирки плюс небольшое время затухания впоследствии. Если вы нажмете на стекло, оно зазвучит, и сразу же звук начнет затухать.
демпфирование
Стекло не будет резонировать очень громко или очень долго само по себе, потому что его вибрации подавлены или затухают. Не все стекло вибрирует, когда вы натираете его край или ударяете по нему. Молекулы стекла, которые не вибрируют, помогут смягчить вибрации обода. Если вибрации не были демпфированы, непрерывное создание все более сильных вибраций на резонансной частоте может разбить стекло.
Когда очки ломаются от звука?
Образ могущественной оперной певицы, разбивающей голос своим голосом, основан на науке о резонансе. Если стекло подвергается воздействию звуковых волн с частотой резонанса, оно будет вибрировать синхронно с этими волнами. Мощность звуковых волн, исходящих от внешнего динамика, может быть увеличена для подавления естественного демпфирования стекла. Когда это произойдет, стекло не сможет выдержать стресс от вибрации, и оно сломается.