Hvad vulkaner og kaffefremstilling har til fælles, er fysikken ved at spille didjeridu – Physics World

Hvad vulkaner og kaffefremstilling har til fælles, er fysikken ved at spille didjeridu – Physics World

Tidsstempel: 8. december 2023 kl. 11:21

Espressomaskine
Espresso-udbrud: statisk elektricitet påvirker din kop kaffe. (Med høflighed: iStock/radu984)

Hvad har vulkanudbrud og maling af kaffe til fælles? Ifølge et team af kaffekemikere og geofysikere i USA og Republikken Korea, de producerer begge en rimelig mængde statisk elektricitet, så meget, at vulkanologer nu undersøger espressofremstillingsprocessen.

Det er velkendt, at der opstår statisk elektricitet ved maling af kaffebønner på grund af den brud og friktion, der opstår. Dette får kaffepartikler til at klumpe sig sammen og klæbe til kværnen. Imidlertid vidste man ikke meget om, hvordan dette påvirker den resulterende bryggede kaffe.

For at undersøge de mulige påvirkninger malede holdet ristede kaffebønner fra forskellige lande og med forskellige ristningsfarver og vandindhold. De fandt ingen sammenhæng mellem statisk elektricitet - målt med et elektrometer - og kaffens oprindelsesland. Holdet fandt dog ud af, at statisk elektricitet var lavere, når kaffe havde et højere indre fugtindhold, og når malingen blev sat grovere. Lyse stege gav også mindre ladning end mørkere stege, som har tendens til at være tørrere.

Sprøjt vand

Da de sammenlignede espresso lavet med identiske kaffebønner malet enten med eller uden et stænk vand, fandt de ud af, at maling med vand resulterede i en stærkere og mere ensartet bryg. "Det er ligesom starten på en joke - en vulkanolog og en kaffeekspert går ind i en bar og kommer så ud med et papir," siger vulkanologen Joshua Méndez Harper fra Portland State University. "Disse undersøgelser kan hjælpe med at løse parallelle problemer inden for geofysik - uanset om det er jordskred, vulkanudbrud eller hvordan vand siver gennem jorden."

I denne uge var Australian Acoustical Society og Acoustical Society of America værter for  Akustik 2023 møde i Sydney. Så det er ikke overraskende, at akustikken af ​​Australiens mest ikoniske instrument - didjeridu - var til diskussion.

Hvis du ikke har set eller hørt det traditionelle blæseinstrument, er det et cylindrisk eller konisk trærør, der normalt er omkring 1.2 m langt (se figuren nedenfor). Didjeridu, der blev udviklet af aboriginske folk for omkring 1000 år siden, spilles ved hjælp af en speciel åndedrætsteknik, der skaber en kontinuerlig drone fra instrumentet. En dygtig spiller bruger derefter deres egen stemmekanal til at ændre den lyd, som instrumentet laver.

Didjeridu
Komplekse lyde: at spille didjeridu involverer at skabe og manipulere resonanser inde i vokalkanalen. (Med høflighed: Kate Callas)

Nu, fysikerne Joe Wolfe , John Smith ved University of New South Wales har lavet akustiske eksperimenter for at få en bedre forståelse af, hvordan instrumentet spilles.

"Vi var interesserede i effekten af ​​spillerens stemmekanal på forskellige blæseinstrumenter," forklarer Smith. "Didjeridu virkede som en indlysende start, fordi effekten er så slående."

Han fortsætter med at forklare det grundlæggende i spilleteknikken, "Resonanser i munden har en tendens til at fjerne frekvensbånd i didjeridu-lyden, og vi bemærker de resterende bånd. Det er lidt ligesom en billedhugger, der fjerner marmor for at forlade de ting, vi lægger mærke til."

Deres undersøgelse involverede udviklingen af ​​nye eksperimentelle teknikker, såsom at injicere lyd i en spillers mund for at bestemme deres impedansspektrum. Dette er et mål for, hvilke frekvenser der vil resonere med stemmekanalen, og hvilke der ikke vil.

Holdet så også på didjeridus akustiske egenskaber og sammenlignede avancerede spilleteknikker for andre blæseinstrumenter såsom klarinet og saxofon. "Vi fortsætter med at forske i subtile træk ved ekspressivt spil på blæseinstrumenter," siger Smith.

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden