Это оперный эквивалент сцены поскользнуться на банановой кожуре: сопрано на сцене берет высокую ноту так долго и пронзительно, что у элегантной вдовы, сидящей в ложе, разбиваются оперные очки. Голливуд может сделать это с помощью монтажа, но возможно ли это в реальной жизни?
Ну да, это так. Но то же самое и с ударом молнии. Другими словами, требуется редкое совпадение конкретных условий. Чтобы понять эти условия и то, как они взаимодействуют друг с другом, необходим ускоренный курс акустики.
Звук - это акустическая энергия. Подобно электричеству, звуковая энергия распространяется через вещества волнами, которые «возбуждают» частицы вещества и заставляют их вибрировать с определенной частотой. Частота относится к количеству волн, проходящих через данную точку за заданный период времени, и мы измеряем частоту в герцах: один герц равен одной волне в секунду.
Каждое вещество имеетприродную, илирезонансную,частоту - частоту, на которой его собственные атомы вибрируют. Например, предположим, что ваша соседка, играющая на бас-гитаре, трескает штукатурку на ваших стенах, когда играет низкую, энергичную партию баса. Частота нижних, более глубоких нот бас-гитары варьируется от 40 до 150 герц. (Качество динамиков вашего соседа также повлияет на качество звука.) Таким образом, резонансная частота штукатурки должна находиться где-то в этом диапазоне, потому что, когда вещество сталкивается с частотой, с которой оно совпадает, оно поглощает энергию, а не отражает ее.
Волны, разбивающие стекло, несут больше энергии. Они короче и «изменчивее»; таким образом, в секунду их проходит больше, примерно с частотой 556 герц. Чтобы разбить стекло, частота ноты должна быть такой же, как у стекла. Это одно условие.
Нота также должна быть громкой, качество, известное какинтенсивность Интенсивность измеряется в децибелах. В то время как разговорные тона в среднем составляют от 50 до 60 децибел, обученный вокалист может иметь трубы, чтобы приблизиться к примерно 105 децибелам, необходимым для разбития стекла. Даже в этом случае ему или ей придется находиться так близко, чтобы рисковать серьезными порезами лица, если стекло взорвется. Скорее всего, потребуется дополнительное электронное усиление.
Наконец, стекло должно быть выбрано стратегически. Бокал для вина - хороший выбор. Он тонкий и тонкий - в отличие, скажем, от пивной кружки, - который максимизирует количество напряжения на частицу. Пустой стакан трескается легче (хотя и менее резко), чем тот, в котором находится вино; воздух, будучи менее плотным, чем жидкость, лучше переносит звук. И если вы можете найти винный бокал с дефектом в его структуре, даже невидимым, это помогает, предоставляя слабое место.
Кстати, реальные тесты с резонансными частотами предлагают больше, чем повод разбить стекло. Резонансная частота лежит в основе ультразвукового контроля, который используется для определения безопасности конструкций, начиная от трубопроводов и заканчивая самолетами. Ультразвуковой контроль - это тип неразрушающего контроля (НК), который позволяет инженерам контролировать целостность строительных материалов по мере их использования, где и во время их использования - что предпочтительнее разборки здания или самолета для анализа в лаборатории.
Примечание автора: "Вы действительно можете разбить стакан высокой нотой?"
Несколько лет назад я убирался на кухне, когда слишком сильно опрокинул стул на задние ножки. Он выскользнул из моей руки и ударился о дверцу духовки. Дверное окно взорвалось эффектным стекловидным метеоритным дождем. Пол блестел, ошеломляя, как зимний пейзаж после ледяной бури. Хотя источник энергии не был звуковым, исход был аналогичным и столь же маловероятным. (Наверное, мне просто повезло.)