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奇妙的声音共振现象
彼得 · 戴维 是新西兰的一位萨克斯管演奏者,也是一种叫“声音加热器”的发明者,现今是一位92岁的老头。70多年前,他就注意到,当他练习吹萨克斯时,家里的物体就会在不同的音调下振动:眼镜会在 某一个音调下 振动,桌洞里的刀子和叉子会在另一个音调下叮当作响,他意识到每个物体都有自己特定的共振频率。
但发现物体共振会发热的现象是在乘坐飞机时,飞机由跑道升到空中的过程中,会经历机舱共振的阶段,那时,手摸机舱壁的他感到机舱在发热。于是他意识到,每个物体都有自己的共振频率,而且在共振情况下会发热。
思想敏锐的他觉得这个现象很有意思,用共振加热应该可以。之后,戴维 利用这个现象制造了各种类型的加热器,还有声音共振蒸汽机。后来在朋友的建议下,他放弃了共振蒸汽机的构想,致力于研究高效的加热器。
不可思议的声音加热器
经过几年的研究,戴维的声音加热器终于完善成形,并申请了1944年的专利。戴维的加热器设计非常简单,最主要的部分是 两个摞在一起的半圆形金属碗,是由容易发出声音的金属材料制作的。小碗作为共振碗,大碗作为缓冲碗。共振碗的共振频率为50赫兹,也就是常用交流电的频率。
缓冲碗摞在共振碗的上面,电线插头与共振碗相连,插上电后,共振碗可以以50Hz的频率振动。电线外面包了一层可以弯曲的塑料细管,可以吊挂两个金属碗。整个加热器看上去像是个没底座的台灯,只是灯头处不是灯泡,而是摞在一起的两个半圆形碗。
在实验中,戴维的共振半圆碗采用的是老式自行车上的铃铛,碗的大小无所谓,关键是它能够在50赫兹下发生共振。只是,若想把加热器直接放在水杯里加热的话,两个碗的直径需要做得小一些,大约为3~5厘米。
为了达到最大的能量输出,需要调整共振碗与缓冲碗之间的距离。从而共振碗发出的声波,碰到缓冲碗后反射回来,与入射声波相互叠加而产生驻波( 向前传播的波 与 反射回来的波 相互叠加后,形成的不向前传播的波 ),驻波的能量不会向外传播,从而可以防止能量的散失。
当把这个简单的小玩意扔进一壶水里,通上50赫兹的交流电后,自来水竟然就在十几秒内变成了开水!而普通的电热水器烧开一壶水,可是需要至少10分钟的时间。
戴维本人已经用声音加热器烧水长达30年了。只需取来一杯自来水,把声音加热器放进水杯里,几秒钟就可以了。他可以随心所欲地加热一杯咖啡或茶水,从来不用特意烧水。他想,若是咖啡馆使用他的声音加热器,那该是多么得心应手啊!
奇妙的技术推广难
之后,戴维就为他的发明如何实现商业化而奔波,他憧憬着自己的产品畅销全世界的美好前景。
他首先向媒体介绍,希望媒体能给予关注。媒体邀请了一位退休的工程师去检验戴维的加热器,当工程师看到戴维只需要插上电,水就在转眼的功夫沸腾了,而且还可以加热不同的水量。工程师感到太不可思议了,挠着头皮离开了。
他说,他感到怀疑,认为不太可能。但是由于对声音方面的知识不是很广博,因此也无法断定声波是否能够传递热量。但他认为,若不考虑工作原理,声音加热器确实是个有趣的小玩意,真是一个奇迹。
2022年06月20日 15点06分