一杯剛倒好的速溶咖啡或熱巧克力，用小勺反復擊打杯子的內(nèi)側(cè)，為什么傳出來的音符調(diào)子會升高？

這種事，你可能總是會下意識地感覺到，而從未見諸文字。可是現(xiàn)在你了解到了確有這回事，你應該去嘗試一下。現(xiàn)在，為自己準備一杯速溶咖啡并開始攪拌……

所需的材料

一只大的搪瓷缸

速溶咖啡或熱巧克力粉

開水

茶匙

牛奶

食糖

要做的事情

把咖啡粉或熱巧克力粉放入缸子里，加入開水并充分攪拌。握住勺子并垂直放入沖好的咖啡或巧克力中，在一分鐘左右的時間里，一邊反復碰擊缸子底，一邊仔細地聽。

會聽到的聲音

勺子敲打缸子底發(fā)出的聲音，聲調(diào)逐漸升高。

究竟發(fā)生了什么

這個現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，曾經(jīng)在一段時間是一件存在爭議的事。

在敲打缸子的時候，缸子的作用有幾分像個鈴鐺。所產(chǎn)生的聲音主要由缸子的材料、厚度、直徑和高度等決定。缸子中水面到缸子底之間的距離也影響著上述聲音。這個距離使缸子以某個特定的頻率產(chǎn)生回聲。因此不妨這樣認為，攪拌缸子里的水會使水的中心部位微微下降，使沿著缸子壁的部位的水面微微上升，這對聲調(diào)的改變起到了作用。但是水面的這種微小變化，幾乎不足以解釋大的聲調(diào)變化，該變化有時能夠超過一個完整的八度。而且，即使在水沒有轉(zhuǎn)動的時候也會出現(xiàn)聲調(diào)變化。因此，一定還有其他什么情況在發(fā)生。

這個另外的東西就是空氣。當用開水沖咖啡時，咖啡中的許多揮發(fā)性成分形成微小的氣泡。此外，熱水里經(jīng)常溶解有空氣，于是加入像咖啡之類的粉末時，在粉末顆粒的周圍會形成結(jié)核作用點并可造成更多的氣泡。水中的空氣泡暫時讓水具有更大的可壓縮性（更低的彈性），因而降低了聲波的速度。聲波經(jīng)過缸子底到達液面就要花更長的時間。因此，剛加入速溶咖啡時聲調(diào)會降低。隨后，氣泡升至表面并且破裂，聲波因此會傳播得快一些，聲調(diào)也會升高。在勺子敲打缸子底部時，聲調(diào)的差異最大，這是由于聲波從底面出發(fā)到達液體表面要比從側(cè)壁出發(fā)經(jīng)過更長的傳播時間。

附注：

因為在《新科學家》雜志的辦公室，幾乎每個星期都要消費掉數(shù)千杯的咖啡，所以要求員工們用他們?nèi)粘５臒犸嬤M行實驗。他們發(fā)現(xiàn)，不管加入多少牛奶，也不管費多大力氣攪動，熱茶的效果十分微弱。但是，在速溶咖啡或熱巧克力的情形中會有明顯的效果。

在倒入開水后大約5秒鐘的時間里，隨著飲品的攪動勺子碰擊缸子所產(chǎn)生的音符聲調(diào)會得到明顯的提升。氣泡會眼見升至表面，這表明氣泡在聲調(diào)的改變的過程中是關鍵因素。和速溶咖啡與熱巧克力相比，熱茶產(chǎn)生的氣泡要少得多，這解釋了為什么茶水里讓該效應出現(xiàn)要困難得多的原因。