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物理学吃货解释听声辨瓜 各学科大神掀挑瓜大战

http://www.youth.cn  2013-06-26 09:00:00  中国青年网

正常西瓜被敲击后的震动发声的(a)基础波 (b)功率谱 (c)自相关系数波

  来块清甜多汁的西瓜是夏天最好的消暑方式,在大多数人的经验中,挑瓜时总会通过敲击后的“咚咚”声来分辨西瓜的好坏生熟。然而,这个看似简单的方式有着怎样的奥妙呢?一位物理学吃货最近跟“听声挑西瓜”这件事较上了真,本着“决不能白白浪费一个西瓜”的信念,这位物理学大神运用声学和力学知识,教起了挑西瓜秘诀并发到了果壳网上。很快各学科大神纷纷出动,生物学、医学学霸们争相出击,掀起了一场最专业的挑西瓜大战。

  物理学大神 为吃西瓜写专业论文

  还记得长辈爱用的听声辨西瓜生熟这一招吗?但是在毕业于山东大学物理系的吃货马磊那里,仅仅辨别西瓜生熟还远远不够。为了吃上一口清甜的大西瓜,他居然用物理学知识搞起了专业研究,在果壳网上用“星河逍遥”的网名发表了一片洋洋洒洒的文章,与众吃货分享如何辨别西瓜是否沙瓤、甜美程度、是否蛀虫和是否被摔过,被网友大呼神奇。

  在马磊的文章中,西瓜的属性被物理中的力学和声学性质一一解剖开来,“密度”“内侧弹性模量”“共振基频”等专用术语贯穿整篇文章,各类表格、波形图、点状图也被应用其中,被不少愁论文的同学形容为“高端洋气”之作。不过别看文章全部用专业术语解释敲打西瓜辨别好坏的原理,为了照顾为数众多的对物理不感冒的同学,马磊在文章的最后还不忘记附上简单易操作的方法,比如声音清亮的大都没熟,声音低沉的表示成熟,但过分沉闷的表示沙瓤多或熟透等,操作方法让人豁然开朗。

  如何从物理学角度分辨西瓜质量

  马磊介绍,想要通过力学和声学鉴定西瓜品质,一定要靠拢到弹性模量上来才靠谱。西瓜内瓜瓤的改变会导致西瓜结构的变化,并对西瓜的力学性质造成很大的影响。这些特性导致了相同品种、相同重量的西瓜,共振的频率不同。于是马磊给出了这样的实验结果:基频越小,西瓜越好。

  西瓜被敲击之后,振动发声,而这部分振动发声,会随时间演化,有个振动波形。生瓜、熟瓜、沙瓤和非沙瓤都可以通过震动波形来判断。没有损坏,没有空心,没有蛀虫的西瓜的波形是比较漂亮的,对称性比较好,所以各个震动频率小,基频也小。而不好的西瓜则相反。接着他又进一步分析了人耳能感到的振动频率和西瓜在敲击后发生的振动频率的对比,发现西瓜被敲击后的几个较大振动频率的峰值在20Hz左右,处于人耳能够感知和分辨的范围之内。进而证明了听声音分辨西瓜好坏是可能的。

  不过,马磊的研究中也有一点遗憾,那就是对于被摔过的西瓜不能用振动频率来检测。马磊同样给出了数据和图形的解释。当西瓜被从25cm的高度摔下来5次之后,它的振动频率开始向低移动。所以,大家可能听着声音像熟的西瓜,但事实上并不好吃。对于这个问题,马磊玩笑说只能看谁不走运了。

  扬子晚报记者联系到马磊。他告诉记者,发帖子是因为有一次偶然买了个瓜,发现被骗了,然后不服气啊,就去搜了几篇文章看看,挑瓜帖就此而生。国外其实已经有通过声音辨别瓜果好坏的论文,自己只是进一步讲解一遍。他谦虚表示,“这水平算不上论文”。马磊希望,未来还能从生活中发现更多有趣的物理学知识和大家分享。

  各路学霸掀起挑瓜大战

  看到了网络上用物理学来讲述如何挑西瓜的帖子,电脑前的各学科的学霸网友们再也坐不住了,开始发挥自己的小宇宙,开始了挑西瓜大战。一位网友从生物学基础知识的角度分析了瓜瓤口感和含糖量是怎样随着纤维素、降解酶的不断作用而发生变化的。还有一位经验丰富的植物学博士,通过西瓜的外形、纹路、颜色和瓜蒂等,判断西瓜处于何种状态。除了科学分析,还有人晒出了一款App软件,可以通过敲击西瓜的声音来辨别好坏。吸引了不少“西瓜虫”下载试验。

  让网友们大呼神奇的不光是各式各样挑西瓜的妙招,还有各路学霸们为吃西瓜而下的苦功。网友“柠檬树”感叹:“本以为挑西瓜很容易,看来还得苦学文化啊!”还有人调侃:“就怕吃货有文化,吃个西瓜不容易啊!”网友“wugui”感叹:“科学家们要懂得好多啊!只为了吃西瓜!”(扬子晚报记者 韩 飞)

编辑:刘敏慧 来源:扬子晚报

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