網易首頁 > 網易號 > 正文 申請入駐

物理學家研究幾十年才發現,撕膠帶的聲音不是摩擦聲,而是音爆!

0
分享至

經常有粉絲后臺私信我,說以前的內容不是量子就是宇宙,要么黑洞要么暗物質,看完就一個感受。

哇好厲害,然后呢?

然后就沒有然后了。跟自己生活零關系。

行吧,那今天咱就聊個人人都干過的事——拆快遞。

準確說是拆快遞時撕膠帶那一下

就這個。透明膠帶,文具店幾塊錢一卷的那種。

你可能壓根沒想過這有啥好聊的。但我告訴你,這個動作背后藏著一個物理現象,科學家研究了幾十年都沒搞清楚,直到昨天一篇論文的出現才算真正有了答案,而且結論離譜到我第一次看到的時候以為自己眼花了。



你撕膠帶的時候,不是在制造噪音。

是在制造沖擊波。

先回憶一下那個聲音。

刺耳,發顫,有點讓人牙酸的那種。你撕得越快,聲音越尖。有時候辦公室里有人在扯膠帶,隔著兩張桌子都能讓人皺起眉頭。

大部分人的第一反應都是:這不就是摩擦聲嘛?膠帶粘得緊,撕的時候兩個界面相互震動,帶動空氣,就有了聲音。就跟拉小提琴一個道理,弓毛和琴弦之間摩擦產生振動,振動產生聲音。

聽起來很合理對吧。

但這個解釋有個問題:你撕慢一點,聲音變了。你撕快一點,聲音又變了。角度不一樣,聲音不一樣。就連不同牌子的膠帶,聲音都不一樣。如果只是簡單的摩擦震動,不應該有這么多變量。

物理學家盯著這個問題看了幾十年,越研究越覺得這事沒那么簡單。

最早的研究發現了一個關鍵線索:撕膠帶根本不是一個平滑的過程。

你以為你在勻速撕,其實膠帶的分離界面在以一種極其奇怪的方式運動,先粘住,突然松開,再粘住,再松開,整個過程像在抽搐,像一個不聽話的拉鏈,拉一下卡一下。

這個現象有個名字,叫 stick-slip,粘滑運動。



說起來你可能不信,這個機制在自然界里到處都是。

  • 地震的本質就是這個,斷層兩側的巖石互相鎖住,應力積累到臨界點突然滑動,就是地震。
  • 籃球運動員急停的時候鞋底在木地板上發出的吱呀聲是這個。
  • 你家那個開了好多年的舊門軸,推開門會發出一聲怪響,也是這個。
  • 粉筆在黑板上寫字偶爾會發出讓全班人汗毛豎起來的刺耳聲,還是這個。

粘滑運動是摩擦世界里的一個普遍現象,本身并不稀奇。

稀奇的是,膠帶里的粘滑運動,發生得比所有人想象的都要快得多,快到之前所有的觀測手段根本來不及看清楚里面到底發生了什么。

所以問題一直懸在那兒。

直到最近,沙特阿卜杜拉國王科技大學的 Thoroddsen 團隊決定用暴力手段把這個問題解決掉,論文今年發在了《 Physical Review E》 上。

他們的思路很有意思:你們之前都是在聽,我們這次來看。

實驗設置是這樣的:把一條普通的思高透明膠帶粘在一塊玻璃板上,然后撕,同時用兩套完全不同的高速設備同時記錄整個過程。

第一套是高速攝像機,架在玻璃板底部往上拍,透過玻璃直接觀察膠層是怎么從玻璃上脫離的,看斷裂的形態和速度。



第二套是他們真正的殺手锏,施里倫成像技術。

這個技術可能很多人沒聽過,我解釋一下。正常情況下我們看不見空氣,因為空氣是透明的。但空氣有密度,密度不一樣的地方,光線通過的時候會發生細微的偏折。施里倫成像就是利用這個原理,用一束平行光照射目標區域,然后用特殊的光學系統把這些微小的偏折放大并記錄下來。

換句話說,如果空氣里出現了壓縮波或者沖擊波,這套系統能把它拍出來,你能直接用眼睛看到那個波在空氣里傳播的樣子。

他們就用這套系統對著膠帶附近的空氣,以每秒兩百萬幀的速度錄像。



兩百萬幀。正常電影是每秒24幀。你刷視頻刷到的慢鏡頭一般是每秒240幀,已經算很高了。兩百萬幀是什么概念,一秒鐘里發生的事情,被切成了兩百萬個切片。

同時,他們在膠帶兩側各放了一個麥克風,把聲音信號和視頻信號同步記錄。

然后做了一件特別關鍵的事:把每一個錄到的聲音脈沖,和視頻里具體某一次斷裂事件一一對應。不是籠統地說這些聲音來自這個過程,而是精確到:這一聲,對應的是視頻第幾幀里的哪一條裂紋。

這個一一對應,才是真正破案的關鍵。

結果讓人意外。



當你向上拉膠帶的時候,在已經撕開和還沒撕開的交界線稍微靠后一點的位置,會突然冒出一道裂紋。

但這道裂紋的方向非常奇怪,它不是順著撕的方向往前走,而是橫著的,垂直于膠帶的長度方向,從一側邊緣掃到另一側邊緣。

而且它掃過去的速度極快,快到什么程度?

超過了空氣中的聲速。

也就是說,這道裂紋在膠帶里傳播的速度,是超音速的。

當這道裂紋掃到膠帶邊緣的時候,它帶著的能量會向外釋放,打進旁邊的空氣里,形成一個沖擊波。施里倫成像把這個沖擊波拍得清清楚楚,就是一個往外擴散的弧形波前,跟爆炸產生的沖擊波在形態上一模一樣,只是小了億點點。



這就是一個微型音爆。戰斗機突破音障的時候會產生音爆,是因為飛機速度超過了聲速,機頭前方的壓縮空氣疊加成一道沖擊波。膠帶里發生的事情在本質上是一樣的,只是主角從戰斗機變成了一條幾毫米寬的裂紋。

緊接著,新的裂紋在稍微靠上一點的位置重新形成,再橫掃,再釋放一個沖擊波。這個過程會一直重復,直到你停止撕為止。

一次粘滑循環,不只是停和走,而是一次超音速斷裂事件,一次微型音爆。

現在你再回去想那個聲音。

你聽到的那種連續的"刺啦"聲,其實不是一個聲音,而是一連串極其密集的沖擊波挨個打進你耳朵里。每一次裂紋掃到邊緣,就打出去一個,下一次裂紋掃到邊緣,再打出去一個,頻率高到你的耳朵根本分辯不了它們是分開的,于是全部融合在一起,變成了那道聽起來連續、刺耳、讓人牙酸的聲音。

你以為你在聽一個聲音,其實你在聽幾百個聲音疊在一起。

這件事最反直覺的地方在于,聲音的根源不是摩擦,不是震動,而是斷裂。是材料在以超音速撕裂,是裂紋尖端在沖出邊界的瞬間把能量砸進空氣里。不是振動空氣,是壓縮空氣

一字之差,機制完全不同。

我覺得這個研究有意思的地方不只是結論本身,而是它說明了一件事:我們身邊有大量的現象,看起來稀松平常,其實壓根沒人搞清楚過。

一卷文具,干的是沖擊物理的活。

(參考:Er Qiang Li et al, Screeching sound of peeling tape, Physical Review E (2026). DOI: 10.1103/p19h-9ysx.Physical Review E》)

特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相關推薦
熱點推薦
馬加爵死刑背后:女同學透露一個難以啟齒的秘密

馬加爵死刑背后:女同學透露一個難以啟齒的秘密

深度報
2026-04-27 22:10:57
奧一報道的深圳“超尷尬”地鐵站整改了:加了60處標識!

奧一報道的深圳“超尷尬”地鐵站整改了:加了60處標識!

南方都市報
2026-04-28 18:52:13
網紅白冰偷稅被追繳1891萬,全網賬號已禁言,妻子江夢瑤曝其現狀

網紅白冰偷稅被追繳1891萬,全網賬號已禁言,妻子江夢瑤曝其現狀

阿纂看事
2026-04-28 18:04:57
人事 | 張柱任農業農村部黨組書記

人事 | 張柱任農業農村部黨組書記

天津廣播
2026-04-28 21:22:58
76比93慘敗17分!廣東季后賽首秀慘遭爆冷:杜鋒下課倒計時了?

76比93慘敗17分!廣東季后賽首秀慘遭爆冷:杜鋒下課倒計時了?

籃球快餐車
2026-04-28 21:45:45
釋永信被一女子爆料:她們姐妹住少林寺3天,爭著往釋永信房間跑

釋永信被一女子爆料:她們姐妹住少林寺3天,爭著往釋永信房間跑

江山揮筆
2026-03-23 15:40:31
阿聯酋退出歐佩克,直接讓全球能源圈來了個大震蕩!

阿聯酋退出歐佩克,直接讓全球能源圈來了個大震蕩!

利刃號
2026-04-28 22:23:41
鄭欣宜激瘦正式復工,《歌手2026》首張名單出爐莫文蔚有名

鄭欣宜激瘦正式復工,《歌手2026》首張名單出爐莫文蔚有名

粵睇先生
2026-04-28 20:50:27
魔術黑八活塞,一步之遙?!

魔術黑八活塞,一步之遙?!

張佳瑋寫字的地方
2026-04-28 11:28:09
關于陰蒂,課本沒告訴你的那些事:科學家首次繪制陰蒂完整神經網絡

關于陰蒂,課本沒告訴你的那些事:科學家首次繪制陰蒂完整神經網絡

果殼
2026-04-28 20:30:34
19歲中國女孩被困緬甸,交20萬贖金園區仍未放人,同園區脫困者視頻記錄驚魂逃亡路

19歲中國女孩被困緬甸,交20萬贖金園區仍未放人,同園區脫困者視頻記錄驚魂逃亡路

界面新聞
2026-04-28 23:54:13
刺激夜:巴黎圣日耳曼5-4拜仁,趙心童8-8戰平墨菲,C羅爭冠勁敵1-0

刺激夜:巴黎圣日耳曼5-4拜仁,趙心童8-8戰平墨菲,C羅爭冠勁敵1-0

側身凌空斬
2026-04-29 05:30:19
卡拉格:巴黎和拜仁出現進球大戰不是防守差,而是進攻太強了

卡拉格:巴黎和拜仁出現進球大戰不是防守差,而是進攻太強了

懂球帝
2026-04-29 07:01:30
活塞1-3落后魔術:狀元郎公開批評隊友

活塞1-3落后魔術:狀元郎公開批評隊友

籃壇第一線
2026-04-29 06:35:00
云南一方丈意外身亡,整理遺物銀行卡有498萬,方丈女兒提出繼承,寺廟拒絕:出家人,這筆錢屬于寺廟!

云南一方丈意外身亡,整理遺物銀行卡有498萬,方丈女兒提出繼承,寺廟拒絕:出家人,這筆錢屬于寺廟!

大愛三湘
2026-04-28 19:39:12
23分鐘,28輛坦克:技術代差導致單向獵殺

23分鐘,28輛坦克:技術代差導致單向獵殺

今晚聽歷史
2026-04-28 12:08:30
許家印惡貫滿盈 若只是經濟問題國家不會動他 踩3條紅線 或判無期

許家印惡貫滿盈 若只是經濟問題國家不會動他 踩3條紅線 或判無期

念洲
2026-04-28 17:20:35
李嘉欣美貌不再,和許晉亨一同看演唱會,近照疑醫美過度缺點盡顯

李嘉欣美貌不再,和許晉亨一同看演唱會,近照疑醫美過度缺點盡顯

娛樂團長
2026-04-27 20:27:36
回顧陜西男子3次報警,民警拒不派警,致兩家四口被殺,法院判了

回顧陜西男子3次報警,民警拒不派警,致兩家四口被殺,法院判了

談史論天地
2026-04-25 13:10:12
7年敗光2億!鄒市明冉瑩穎共同發文:二人最終還是邁出了這一步!

7年敗光2億!鄒市明冉瑩穎共同發文:二人最終還是邁出了這一步!

拳擊時空
2026-04-16 06:04:48
2026-04-29 07:31:00
質子視界 incentive-icons
質子視界
科學即真理
525文章數 1286關注度
往期回顧 全部

科技要聞

10億周活目標落空!傳OpenAI爆發內部分歧

頭條要聞

美國禁止本國個人或實體向伊朗繳納霍爾木茲通行費

頭條要聞

美國禁止本國個人或實體向伊朗繳納霍爾木茲通行費

體育要聞

魔術黑八活塞,一步之遙?!

娛樂要聞

蔡卓妍官宣結婚,老公比她小10歲

財經要聞

中央政治局會議定調,八大看點速覽!

汽車要聞

拒絕瘋狂套娃!現代艾尼氪金星長在未來審美點上

態度原創

親子
藝術
時尚
公開課
軍事航空

親子要聞

拍這期視頻時眼淚止不住地流

藝術要聞

趙樸初:比風水厲害100倍的宇宙定律

普通女性春天穿什么好看?這些穿搭值得借鑒,自然舒適

公開課

李玫瑾:為什么性格比能力更重要?

軍事要聞

德國總理默茨:美國正遭受伊朗領導層的羞辱

無障礙瀏覽 進入關懷版