用声音烧水

用声音竟然可以烧水,而且声音加热器的热效率是2000%,就是说,它消耗1焦耳的能量,却能够释放20焦耳的热量,太不可思议了!

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50赫兹的频率振动。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有底座的台灯,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,是个奇迹。

声音加热器也许就是那么奇妙

戴维发明的这个小东西很容易让人联想到著名科学家特斯拉发明的小物品。特斯拉曾经把衣服口袋都可以装得下的一个小玩意,夹在尚未竣工的大厦钢骨结构的一根钢梁上,然后按动按钮让这个小玩意振动起来,数分钟后,这根钢梁也跟着颤抖。慢慢地,颤抖的强度增加,并向外蔓延,最后整座楼房的钢结构都开始吱嘎作响,并摇摆晃动起来。正在建设的钢架工人以为发生了地震,纷纷从高处降到地面。幸亏特斯拉不想把事情闹大,及时停止了这场恶作剧,否则,可以想见,若他的小物品继续振动几分钟,整座钢结构就会轰然倒地。据特斯拉自己扬言:用这样的小物品,我可以把地球一分为二。虽然特斯拉的话听起来比较夸张,但不是没有道理,因为这就是共振的魔力。在历史上我们也见识过共振的威力,例如,士兵过桥时,整齐的步伐所产生的振动足可以摧毁一座桥。

但是声音加热器的共振的能量到底来自哪里?科学家已经在研究真空零点能的问题,就是说看似一无所有的真空中其实蕴含了不可估测的能量,通过某种方式可以让这些真空能量释放出来。也许声音加热器的共振诱发了真空零点能的释放,所以才表现出这么巨大的威力。

(据《大科技·科学之谜》)