一杯刚倒好的速溶咖啡或热巧克力，用小勺反复击打杯子的内侧，为什么传出来的音符调子会升高？

这种事，你可能总是会下意识地感觉到，而从未见诸文字。可是现在你了解到了确有这回事，你应该去尝试一下。现在，为自己准备一杯速溶咖啡并开始搅拌……

所需的材料

一只大的搪瓷缸

速溶咖啡或热巧克力粉

开水

茶匙

牛奶

食糖

要做的事情

把咖啡粉或热巧克力粉放入缸子里，加入开水并充分搅拌。握住勺子并垂直放入冲好的咖啡或巧克力中，在一分钟左右的时间里，一边反复碰击缸子底，一边仔细地听。

会听到的声音

勺子敲打缸子底发出的声音，声调逐渐升高。

究竟发生了什么

这个现象产生的原因，曾经在一段时间是一件存在争议的事。

在敲打缸子的时候，缸子的作用有几分像个铃铛。所产生的声音主要由缸子的材料、厚度、直径和高度等决定。缸子中水面到缸子底之间的距离也影响着上述声音。这个距离使缸子以某个特定的频率产生回声。因此不妨这样认为，搅拌缸子里的水会使水的中心部位微微下降，使沿着缸子壁的部位的水面微微上升，这对声调的改变起到了作用。但是水面的这种微小变化，几乎不足以解释大的声调变化，该变化有时能够超过一个完整的八度。而且，即使在水没有转动的时候也会出现声调变化。因此，一定还有其他什么情况在发生。

这个另外的东西就是空气。当用开水冲咖啡时，咖啡中的许多挥发性成分形成微小的气泡。此外，热水里经常溶解有空气，于是加入像咖啡之类的粉末时，在粉末颗粒的周围会形成结核作用点并可造成更多的气泡。水中的空气泡暂时让水具有更大的可压缩性（更低的弹性），因而降低了声波的速度。声波经过缸子底到达液面就要花更长的时间。因此，刚加入速溶咖啡时声调会降低。随后，气泡升至表面并且破裂，声波因此会传播得快一些，声调也会升高。在勺子敲打缸子底部时，声调的差异最大，这是由于声波从底面出发到达液体表面要比从侧壁出发经过更长的传播时间。

附注：

因为在《新科学家》杂志的办公室，几乎每个星期都要消费掉数千杯的咖啡，所以要求员工们用他们日常的热饮进行实验。他们发现，不管加入多少牛奶，也不管费多大力气搅动，热茶的效果十分微弱。但是，在速溶咖啡或热巧克力的情形中会有明显的效果。

在倒入开水后大约5秒钟的时间里，随着饮品的搅动勺子碰击缸子所产生的音符声调会得到明显的提升。气泡会眼见升至表面，这表明气泡在声调的改变的过程中是关键因素。和速溶咖啡与热巧克力相比，热茶产生的气泡要少得多，这解释了为什么茶水里让该效应出现要困难得多的原因。