物理學家終於揭示了膠帶撕開時爲何會發出“尖叫”聲

生活中有些事情，很多人根本不會注意。例如，開水不響，響水不開、筆桿上有小孔、粥燒開了會溢出來、餃子或者丸子煮熟了會浮起來。。。還有，撕開透明膠帶時會發出刺耳的尖叫聲。

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然而， 與複雜問題的機制不同，膠帶撕開時發出的“刺啦”聲已研究清楚。

中國科學技術大學的一個物理團隊利用超高速攝像機和高靈敏度麥克風，記錄了普通透明膠帶從玻璃上撕下時的真實過程。

結果解釋了這種尖銳的聲音是一連串微小的衝擊波，當膠帶撕扯過程中，膠帶粘合層的邊緣斷裂，這些衝擊波就會爆發出來。

實驗裝置示意圖

當撕下膠帶時，它不會平滑地撕開，而是以一種斷斷續續、混亂的方式滑動，物理學家稱之爲“粘滑現象”。這種粘滑行爲已被研究了幾十年 。

2010 年，物理學家觀察到彈性波沿着膠帶的斷裂部分傳播，並推測這種噪音就源於這些彈性波。隨後，2014 年的一篇論文將這種聲音與膠帶的裂縫聯繫起來，但並未揭示其確切機制。

中科大的物理團隊想要弄清這個謎團。他們設計了一個實驗，詳細觀察從玻璃上撕下一條 19 毫米寬的透明膠帶時會發生什麼。

兩種聲波產生機制示意圖

當撕下膠帶時，粘合劑會在極短的時間內牢牢地粘附在表面上。這就是粘性階段。當拉力最終克服粘合劑的粘合力時，膠帶就會突然脫落。這就是滑動階段。當你撕下膠帶時，這個過程會反覆發生。

然而，在每個滑動階段，粘合劑內部的微觀層面都會發生劇烈的變化。它不會沿着整個寬度均勻剝離；相反，它會撕裂成狹窄的條帶，這些條帶會從膠帶的一側邊緣快速橫向移動到另一側。

這些被稱爲橫向骨折，研究團隊發現，它們是磁帶發出刺啦聲的關鍵。

紋影成像顯示膠帶上方空氣中存在超音速衝擊波。(Li et al., PRE , 2026)

研究團隊使用兩個麥克風和兩臺高速攝像機記錄膠帶剝離的過程，一臺攝像機從玻璃下方對準膠帶的背面，另一臺攝像機使用紋影成像系統在實驗上方捕捉周圍空氣的擾動 。

他們發現，這些裂縫的速度極快。他們記錄到的裂縫速度範圍約爲每秒250至600米（每小時560至1340英里）。作爲對比，室溫下空氣中的聲速約爲每秒342米。這意味着某些裂縫在粘合層上的移動速度接近聲速的兩倍。

由於裂縫擴展速度極快，會在膠帶和玻璃之間留下一個微小的縫隙，一個短暫的局部真空區域。空氣無法及時湧入並填充這個正在形成的真空區域。這個真空區域會隨着裂縫擴展，直到到達膠帶邊緣，此時空氣纔會湧入，真空區域隨即消失。

在典型的快速粘滑剝離過程中，同時進行視頻和音頻錄製。(a) 通過底部玻璃板拍攝的視頻幀，顯示了典型的橫向裂紋，裂紋從左向右延伸，如紅色箭頭所示。橙色箭頭指示了剝離部分的拉動方向。

空腔的突然坍塌會向空中發射出微弱的衝擊波。這些孤立的衝擊波以略高於音速的速度傳播，其驅動機制與超音速衝擊波類似。

最後，研究人員通過比較放置在膠帶兩側的兩個麥克風接收到的聲音到達時間，證實每次衝擊都源於裂縫的邊緣，而不是沿着裂縫的長度方向。

所以，明白了是什麼原理了嘛？（giphy.com）

Er Qiang Li, et  al. Screeching sound of peeling tape. Phys. Rev. E 113, 025508 – Published 24 February, 2026 DOI: https://doi.org/10.1103/p19h-9ysx