獅吼功現江湖，瞬間喊炸玻璃杯

某檔真人秀節目中，一位選手用自己的聲音震碎了手中的高腳杯。那麼人的聲音是如何震碎高腳杯的？它還能產生什麼效果？聲音的震動又能給我們的生活帶來哪些便利呢？

選手挑戰用自己的聲音震碎手中的高腳杯。（圖片來源：人民網）

高腳杯為什麼會碎？

主要原因有兩點。一是共振，任何物體都有固有頻率，即它在一定時間內的振動次數是固定的。比如蕩秋千，如果推的人有一定技巧，秋千就會越蕩越高，秋千在一定時間內的擺動次數就是頻率。當外力的頻率等同或接近物體固有頻率時，就能使物體產生更大幅度的振動，甚至使物體破碎。士兵走正步把橋震塌的例子就是共振在現實中的體現。即腳步的頻率和橋的頻率相近，橋的固有頻率很低，士兵走正步的時候頻率也很低，二者頻率恰好接近，士兵走步的能量逐漸傳到橋上，當能量累計到一定程度，超過橋體的斷裂韌性后橋就斷掉了。玻璃杯也有其固有頻率，當選手聲音的頻率接近玻璃杯頻率時（選手可以通過杯中吸管的振動頻率來判斷），聲音的能量就能不斷傳給玻璃杯。

二是上文中提到的“斷裂韌性”，即材料抵抗裂紋擴展斷裂的韌性性能。眾所周知，材料內部有一些細微的裂紋，這些裂紋在振動狀態下容易擴展。玻璃的斷裂韌性通常較差，大約隻有同等條件下鋼鐵斷裂韌性的1%左右，加上高腳杯較薄，因此玻璃杯在振動狀態下容易破裂。

除玻璃杯外，人的聲音還能震碎其他東西嗎？

從科學理論上來說，隻要音量足夠，同時又能准確而持續地發出與物體相近的頻率，是可以震碎其他物體的。此外還有其他條件，如物體的厚度、內部裂紋分布、柔韌性等。

生活中還有哪些設備用了共振？

早在戰國初期，人們就應用共振的特性發明了各種各樣的共鳴器，用來偵探敵情。之后人們還將其運用於核磁共振成像，對特定疾病的診斷產生了極大幫助。此外，粉碎機、測振儀、電振泵等也利用了共振現象。

（作者：清華大學航空航天學院 高雲峰教授）