超高速成像显示，撕开胶带时发出的刺耳声背后，隐藏着一连串快速产生的微小冲击波。

剥离胶带时会形成超音速裂纹。

一项新的实验揭示了撕开胶带时发出刺耳噪音的机制。阿卜杜拉国王科技大学的西古尔杜尔·索罗德森及其同事利用超快成像和同步声学记录相结合的方法，证明这种噪音是由一连串快速产生的微小冲击波造成的，这些冲击波是通过一种特殊的粘滑运动释放出来的。该研究成果发表在《物理评论E》上。

熟悉的尖叫声

如果你用过胶带，你肯定对它从表面撕下来时发出的刺耳声音非常熟悉。然而，尽管经过几十年的实验研究，物理学家们至今仍未能完全解释这种奇特声学效应的起源。

先前的研究表明，剥离过程遵循“粘滑”机制——一种以短暂快速加速和突然停止为特征的顿挫运动。类似的动力学原理也存在于地震、篮球鞋在光滑木地板上摩擦发出的吱吱声等现象中。然而，剥离胶带过程中这一过程的具体细节远比最初看起来要复杂得多。

拍摄和记录该机制

在他们的新研究中，索罗德森的团队通过一个实验装置重新研究了这个问题，该装置旨在捕捉从透明玻璃板上剥离一条苏格兰胶带时物理机制的每个阶段。

他们的研究方法依赖于两台高速摄像机。第一台摄像机透过玻璃基板进行拍摄，提供了剥离粘合层的底部图像。第二台摄像机采用纹影成像技术，该技术能够可视化空气密度变化引起的微小光线偏转。研究人员将一束准直光束照射到基板上，并以高达每秒两百万帧的速度进行记录，从而可以直接成像在胶带旁边空气中传播的冲击波。

这些光学测量与放置在胶带两侧的麦克风的声学记录同步，使研究团队能够将单个声脉冲与特定的断裂事件相匹配。

超音速断裂

利用这种组合装置，研究人员得以以前所未有的细节解析粘滑机制。当对胶带的自由端施加向上的力时，在剥离区域和未剥离区域交界处后方不远处会形成裂缝。

这条横向裂纹的尖端随后以超过周围空气声速的速度，垂直于胶带的长度方向横扫过胶带的宽度。当裂纹尖端到达胶带边缘时，会向空气中释放冲击波。几乎与此同时，胶带稍上方的位置又开始形成新的裂纹，这种粘滑循环不断重复，直到剥离力消失。

解开一个日常谜团

由于这些断裂循环发生得极其迅速，实验表明，我们听到的尖锐声实际上是一连串紧密排列的冲击波。每个冲击波都在断裂尖端到达胶带边缘时释放，但由于它们之间的间隔太快，我们的耳朵无法分辨，最终融合成一种连续的刺耳声音。

总而言之，该团队的研究成果揭示了一种常见但长期以来神秘的现象的物理起源——表明撕胶带这一简单的动作涉及隐藏在眼皮底下的超音速冲击波。