科学不无聊 018|撕胶带的声响居然是微型音爆?手边的胶带竟在玩超音速操作!

科学不无聊 018|撕胶带的声响居然是微型音爆?手边的胶带竟在玩超音速操作!

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科学不无聊,一听就开窍。
撕胶带时那声“刺啦”,仅仅是摩擦声吗?中国科学技术大学团队揭秘:这居然是微型“音爆”!当你快速撕开胶带,微观世界里正上演着超音速断裂和真空腔坍缩的物理大戏。手边几毛钱的胶带,竟然藏着怎样的硬核科学?本期节目带你一探究竟。

核心知识点:
粘滑运动:撕胶带微观上并非平滑分离,而是“粘一下、滑一下”的反复过程。
超音速操作:快速撕开时,胶带断裂带传播速度可达600米/秒,超过声速。
微型音爆:超音速断裂形成微型真空腔,边缘坍缩释放冲击波,形成巨响。
科学实证:中国科大团队利用高速摄像机和纹影成像系统,确认了冲击波声源。
生活启示:常见小事背后常藏硬核物理,该发现有助于优化粘合产品设计。

本期图片:

实验装置的照片。绿色箭头指示底部高速摄像机的照明。红色箭头指示施利伦光路,其中两个凹面镜用于准直红色激光光。第二个镜头将光聚焦到刀口上。

实验装置的草图。(a) 使用底部视角相机的侧面视图。(b)正面视图,准直的施利伦光照照玻璃板,以及两只麦克风的位置,分别位于磁带的两侧。

两种竞争声音生成机制的草图。(a) 超音速裂纹的尖端产生冲击波向空气中。(b)实际观察到的机制,即每次裂纹达到磁带边缘时产生的声波冲击。

本期互动:
你还发现过生活里哪些习以为常,但仔细想想超神奇的小事?你一直好奇背后原因的生活现象是什么?欢迎在评论区分享你的好奇,咱们一起找找背后的科学答案!

主播:小鹏
科学不无聊,答案全知道。

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HD688538z
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2天前
刺啦
Uncle小鹏
:
刺啦