Als de omstandigheden goed zijn, het is mogelijk om glas te verbrijzelen met de menselijke stem. Purestock/Thinkstock

Het is het opera-equivalent van de slip-on-the-banana-peel-scène:de sopraan op het podium slaat een hoge noot die zo lang en doordringend is dat de operaglazen van de elegante weduwe in de zitkist kraakt. Hollywood kan dat doen met een trucje van bewerken, maar is het mogelijk in het echte leven?

We zullen, Jazeker. Maar dat geldt ook voor blikseminslag. Met andere woorden, er is een zeldzame convergentie van bepaalde voorwaarden nodig. Om deze voorwaarden en hoe ze samenwerken te begrijpen, een spoedcursus akoestiek is op zijn plaats.

Geluid is akoestische energie. Zoals elektriciteit, geluidsenergie reist door stoffen in golven, die de deeltjes van de stof "opwindt" en ervoor zorgt dat ze met een bepaalde frequentie gaan trillen. Frequentie verwijst naar het aantal golven dat in een bepaalde tijdsperiode door een bepaald punt gaat, en we meten de frequentie in hertz:één hertz is gelijk aan één golf per seconde.

Elke stof heeft een natuurlijk , of resonant , frequentie -- de frequentie waarmee zijn eigen atomen trillen. Bijvoorbeeld, stel dat je basgitaarspelende buurvrouw de pleister op je muren kraakt als ze een laag speelt, drijvende baslijn. De frequentie van de lagere basgitaar, diepere tonen lopen van 40 tot 150 hertz. (De kwaliteit van de luidsprekers van uw buren heeft ook invloed op de kwaliteit van het geluid.) de resonantiefrequentie van de pleister moet ergens in dat bereik vallen, omdat wanneer een stof een frequentie tegenkomt die overeenkomt, het absorbeert de energie in plaats van het te reflecteren [bron:San Diego Opera].

Glasbrekende golven dragen meer energie. Ze zijn korter en "hakkeriger"; dus er gaan er meer per seconde door, op ongeveer 556 hertz [bron:San Diego Opera]. Om glas te breken, de frequentie van de noot moet dezelfde zijn als die van het glas. Dat is een voorwaarde.

De noot moet ook luid zijn, een kwaliteit die bekend staat als intensiteit . De intensiteit wordt gemeten in decibel. Terwijl gesprekstonen gemiddeld 50 tot 60 decibel zijn, een getrainde zanger heeft misschien de pijpen om de ongeveer 105 decibel te benaderen die nodig is om glas te breken [bron:San Diego Opera]. Zelfs dan, hij of zij zou zo dichtbij moeten zijn om ernstige snijwonden in het gezicht te riskeren als het glas explodeert. Waarschijnlijker, een boost van elektronische versterking nodig zou zijn.

Eindelijk, het glas moet strategisch worden gekozen. Een wijnglas is een goede keuze. Het is fijn en dun - in tegenstelling tot, zeggen, een bierpul – die de hoeveelheid stress per deeltje maximaliseert. Een leeg glas barst sneller (hoewel minder dramatisch) dan een glas met wijn; lucht, minder dicht zijn dan vloeistof, draagt ​​geluid beter. En als je een wijnglas kunt vinden met een fout in de structuur, zelfs een onzichtbare, dat helpt door een zwakke plek te bieden.

Overigens, real-world tests met resonantiefrequenties bieden meer dan een excuus om glas te verbrijzelen. Resonantiefrequentie is de basis van ultrasoon testen, die wordt gebruikt om de veiligheid van constructies te bepalen, variërend van pijpleidingen tot vliegtuigen. Ultrasoon testen is een vorm van niet-destructief onderzoek (NDT), waarmee ingenieurs de integriteit van bouwmaterialen kunnen bewaken, zoals, waar, en terwijl ze worden gebruikt - wat de voorkeur heeft boven het anderszins ontmantelen van een gebouw of vliegtuig voor analyse in een laboratorium.

Veel meer informatie

Notitie van de auteur:"Kun je echt een glas verbrijzelen met een hoge noot?"

Een paar jaar geleden was ik de keuken aan het schoonmaken toen ik een stoel te ver naar achteren op zijn achterpoten kantelde. Het gleed uit mijn hand en raakte de ovendeur. Het raam van de deur explodeerde in een dramatische, glasvocht meteorenregen. De vloer glinsterde, prachtig als een winterlandschap na een ijsstorm. Hoewel de bron van de energie niet sonisch was, het resultaat was vergelijkbaar, en net zo onwaarschijnlijk. (Ik denk dat ik gewoon geluk had.)

gerelateerde artikelen

• Ultrasoon
• Resonantie
• Hoe kun je een wijnglas laten zingen?
• Kan een geluidsgolf je doden?
• Wat is een decibel, en hoe wordt dit gemeten?

Meer geweldige links

• Muziekwetenschap aan de Universiteit van New South Wales
• Acoustical Society of America
• Wat zijn de akoestische wereldwonderen?

bronnen

• American Society voor niet-destructief testen. "Inleiding tot niet-destructief testen." (24 mei, 2015) https://www.asnt.org/MinorSiteSections/AboutASNT/Intro-to-NDT
• Bergman, Paulus. "Geluidsisolatie." UHF tijdschrift. nr. 63. (27 mei, 2015) http://www.uhfmag.com/Issue63/soundproofing.html
• Snuif, Chris. "The Art of Bass EQ; gebruik van acht belangrijke frequentiebereiken." Behindthemixer.com. 6 september 2011. (24 mei 2014) http://www.behindthemixer.com/art-bass-eq-using-eight-key-frequency-ranges/
• NDT informatiecentrum. "Niet-destructief testen in de lucht- en ruimtevaartindustrie." (24 mei, 2015) https://www.nde-ed.org/AboutNDT/SelectedApplications/AircraftInspection/Aircraft%20Inspection.htm
• NDT informatiecentrum. "De componenten van geluid." (22 mei 2015) https://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Sound/components.htm
• San Diego-opera. "Physics Connections:les twee:intensiteit en de menselijke stem." (23 mei, 2015) https://www.sdopera.com/content/science-music/Physics-Lesson2.pdf
• Schok, Karen. "Feit of fictie:de doordringende stem van een operazanger kan glas verbrijzelen." Wetenschappelijke Amerikaan. 23 aug. 2007. (21 mei, 2015) http://www.scientificamerican.com/article/fact-or-fiction-opera-singer-can-shatter-glass/