生活中有些事情,很多人根本不会注意。例如,开水不响,响水不开、笔杆上有小孔、粥烧开了会溢出来、饺子或者丸子煮熟了会浮起来。。。还有,撕开透明胶带时会发出刺耳的尖叫声。

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然而, 与复杂问题的机制不同,胶带撕开时发出的“刺啦”声已研究清楚。
中国科学技术大学的一个物理团队利用超高速摄像机和高灵敏度麦克风,记录了普通透明胶带从玻璃上撕下时的真实过程。
结果解释了这种尖锐的声音是一连串微小的冲击波,当胶带撕扯过程中,胶带粘合层的边缘断裂,这些冲击波就会爆发出来。
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实验装置示意图
当撕下胶带时,它不会平滑地撕开,而是以一种断断续续、混乱的方式滑动,物理学家称之为“粘滑现象”。这种粘滑行为已被研究了几十年 。
2010 年,物理学家观察到弹性波沿着胶带的断裂部分传播,并推测这种噪音就源于这些弹性波。随后,2014 年的一篇论文将这种声音与胶带的裂缝联系起来,但并未揭示其确切机制。
中科大的物理团队想要弄清这个谜团。他们设计了一个实验,详细观察从玻璃上撕下一条 19 毫米宽的透明胶带时会发生什么。
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两种声波产生机制示意图
当撕下胶带时,粘合剂会在极短的时间内牢牢地粘附在表面上。这就是粘性阶段。当拉力最终克服粘合剂的粘合力时,胶带就会突然脱落。这就是滑动阶段。当你撕下胶带时,这个过程会反复发生。
然而,在每个滑动阶段,粘合剂内部的微观层面都会发生剧烈的变化。它不会沿着整个宽度均匀剥离;相反,它会撕裂成狭窄的条带,这些条带会从胶带的一侧边缘快速横向移动到另一侧。
这些被称为横向骨折,研究团队发现,它们是磁带发出刺啦声的关键。

纹影成像显示胶带上方空气中存在超音速冲击波。(Li et al., PRE , 2026)
研究团队使用两个麦克风和两台高速摄像机记录胶带剥离的过程,一台摄像机从玻璃下方对准胶带的背面,另一台摄像机使用纹影成像系统在实验上方捕捉周围空气的扰动 。
他们发现,这些裂缝的速度极快。他们记录到的裂缝速度范围约为每秒250至600米(每小时560至1340英里)。作为对比,室温下空气中的声速约为每秒342米。这意味着某些裂缝在粘合层上的移动速度接近声速的两倍。
由于裂缝扩展速度极快,会在胶带和玻璃之间留下一个微小的缝隙,一个短暂的局部真空区域。空气无法及时涌入并填充这个正在形成的真空区域。这个真空区域会随着裂缝扩展,直到到达胶带边缘,此时空气才会涌入,真空区域随即消失。
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在典型的快速粘滑剥离过程中,同时进行视频和音频录制。(a) 通过底部玻璃板拍摄的视频帧,显示了典型的横向裂纹,裂纹从左向右延伸,如红色箭头所示。橙色箭头指示了剥离部分的拉动方向。
空腔的突然坍塌会向空中发射出微弱的冲击波。这些孤立的冲击波以略高于音速的速度传播,其驱动机制与超音速冲击波类似。
最后,研究人员通过比较放置在胶带两侧的两个麦克风接收到的声音到达时间,证实每次冲击都源于裂缝的边缘,而不是沿着裂缝的长度方向。

所以,明白了是什么原理了嘛?(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
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