氣泡中的科學(xué)之空泡砰砰響

掃街

生活中，我們可能都有過這樣的經(jīng)歷，將一個空瓶放入水中，一串串氣泡便不斷的從瓶口溢出，并發(fā)出“砰砰”的響聲。這在生活中是非常司空見慣的現(xiàn)象。為什么空泡的產(chǎn)生會伴隨著“砰砰”的聲響呢？借助高速攝影技術(shù)，我們對其中的物理機制有了更深刻的認識。

9 C0 k3 B6 l, x$ N+ R4 h# A5 g! r1 [當(dāng)空泡即將脫離瓶口的時候，空泡與瓶口的連接處會形成一個類似于喉部的區(qū)域

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中間部位隨著時間逐漸變細，直到最后完全分離。由于分離的一瞬間的速度非常快，會產(chǎn)生一個朝向空泡的射流

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+ B) o6 S$ ^2 {+ \* k同時發(fā)出聲響。這個聲響便是我們平時聽到的“砰砰”的聲音。


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此后，空泡會迅速的升起至水面，隨后破裂并消失。在這個過程中，空泡與瓶口破裂的一瞬間的強大的作用力使空泡進入震蕩狀態(tài)（即體積隨著時間不斷震蕩），空泡振動過程中也會伴隨著聲響。空泡的振動頻率和空泡大小有關(guān)，大空泡的震蕩頻率較低而小空泡的震蕩頻率較高。其實，我們有時候聽到的腸胃里面咕嚕咕嚕的聲音也是其中氣泡破裂時產(chǎn)生的。
2 o! ^* Z! c* D# j空泡的這些現(xiàn)象不僅僅只存在于我們?nèi)粘Ｉ�活中，在海洋，醫(yī)學(xué)和聲學(xué)等研究領(lǐng)域的空泡均有類似的性質(zhì)。

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$ H- D4 J7 ^/ r4 b3 B小實驗
采用不同粗細的瓶口（一定程度上控制產(chǎn)生空泡的大小），聽一下空泡的聲音有何不同。可以在一個小水缸里做此實驗，并且采用醫(yī)院常用的聽診器來放大聲音，使其更為容易分辨。
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把頭

學(xué)習(xí)
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zerowing

恩，樓主順便解釋下為什么高粘度的液體中，這種現(xiàn)象和水中的區(qū)別。
另外，個人認為上述原理解釋的是那個“咕嚕”的聲音，而不是“砰砰”聲。前者是氣泡在水中行進時發(fā)出的。后者是出水后破裂發(fā)出的。

天天工作室

有意思啊。

trilemma

zerowing 發(fā)表于 2013-4-15 15:48
3 E4 p6 e8 X/ W( }" u, j% l: d1 Q& i5 x恩，樓主順便解釋下為什么高粘度的液體中，這種現(xiàn)象和水中的區(qū)別。
* a( W9 j% P% h2 A# b4 G另外，個人認為上述原理解釋的是那個“ ...

0 l1 u  {' T8 `2 j$ ^有道理，試想類似瓶裝七喜之類的飲料，擰開蓋后壓降導(dǎo)致氣泡析出，就沒有掃街大俠說的振蕩過程，然而仍能聽到很明顯的"沙沙"聲，應(yīng)該是浮上水面后爆破的聲音。