是什麼原因，讓糖分含量不同的西瓜，在接受拍擊時產生人耳可辨別的聲音差異？

01-15

前幾天去超市，看見幾個大媽耳朵貼在西瓜上，然後用手不斷拍擊西瓜。她們說是聽西瓜甜不甜。
這其中的科學原理是什麼？
如何通過聲音區分含糖量不同的西瓜？

有賣瓜的告訴我瓜熟不熟看顏色拍聲音是為了裝逼

聲波的方程是由楊氏模量Young"s Modulus以及應變strain推導出來的，其中波速會受到楊氏模量的影響。而不同的糖含量會導致西瓜密度的變化，使得楊氏模量產生變化，波速就會發生變化。在波長不變(假設，不嚴謹)的情況下，聲音的頻率分布會變化，產生不同的音色。

第一名的回答讓我想起了火電風電水電的玄學笑話。你能聽得出瓶子里是礦泉水還是糖水？

嚴格來說，聽聲音並不能判別是不是甜，只能判斷是否是生瓜，以及瓜皮是不是厚。

原理就是瓜皮和瓜瓤的固體密度差，生瓜的瓤密度和瓜皮更接近。

講道理的話拍西瓜只能聽出來是否熟了熟了就甜一些嘛

我猜測是熟西瓜內部一般有很多空隙，拍一拍就像拍鼓一樣，共鳴了嘛聲音大。而拍生西瓜就像拍石頭一樣，只有piapia的聲音。

拍瓜主要是判斷瓜熟沒熟，含糖量高低這個貌似人耳還達不到那個精密度

影響西瓜甜不甜的兩個因素：

1. 品種（皮薄的）

2. 熟了沒有

這兩個都能聽得出來

以及，太熟的西瓜不好吃。

話說為啥皮薄的西瓜更甜呢……？

「工程師喜歡解決問題。如果身邊沒有立刻要解決的問題，他們就會自己創造問題。」——Scott Adams，美國漫畫家

所以當Alex Reinhart還是一個高中生的時候，他就做了一個實驗。

他注意到媽媽會在超市抱起西瓜，大力地拍打併聽聲音來確認西瓜的成熟度。他很好奇，想確認這種行為背後是否有科學依據，於是Alex開發了一個實驗，使用加速度計和分析儀確認西瓜的聲學反應和它的成熟度之間的關係。

帶著八個西瓜，一個扳手和一個加速度計，Alex開始工作了。他用扳手在每一個西瓜上敲10次以提供衝擊力，然後使用加速度計測量自然頻率、混響時間和每次敲擊的1/3倍頻程譜。之後Alex將他的結果與20個志願品嘗測試者的主觀評價相比較，評價中要考慮多汁性、甜度和整體成熟度，按照1到5的範圍將西瓜排序。

結果表明最好的成熟度預測因子是按西瓜的長度歸一化的自然頻率。Alex計算了他的測試與客觀評分之間的相關性為71%，這比人工測試——他的媽媽獲得的67%的正確率稍微準確一點點。

當西瓜成熟後，它們的自然頻率和阻尼會下降；而當西瓜過熟的時候，阻尼則會顯著增加，所以敲的時候會有一聲悶響。一般來說，敲起來有空洞的長鳴聲的西瓜，才是熟得剛剛好的。敲擊時聲音太過空洞的西瓜不能買，因為它可能快要變沙，敲擊時聲音太悶的也不能買，說明它已經很沙了。

來源：WAVES電子雜誌

由Brüel Kj?r精心打造的Waves電子雜誌包含豐富的聲學與振動信息，內容包括客戶案例研究、行業創新、專家建議。

點擊鏈接，即可訂閱電子雜誌並查看所有文章。 https://www.bksv.com/zh-HK/about/waves

西瓜的成熟過程是生瓜裡面的纖維素水解，產生空洞，氣室，形成了聲學上的共鳴腔體，進而造成所得聲音的基頻，諧頻不同。現在最直接的方法是測量聲音在瓜內的傳播速度，和糖度的關係有0.96左右的相關係數，通過聲音判斷成熟度甚至是甜度是完全可以的，只是人耳達不到這個精度罷了。

就目前我正在做的模型和實驗數據而言，我們聽到的聲音和瓜皮關係不大，主要是裡面氣室大小問題。舉例來說，一個8cm半徑（近似為球）裡面的氣體為3cm半徑左右，這基本決定了聽到的聲音是什麼樣的了。

前幾天上研討課，老師讓我們自己找一個振動測量的實例來講

有一個同學就講到了好像說是北京有一個科研小組就做了一個瓜(非西瓜，名字記不得了，說是比較接近球形)的振動測量來判斷瓜的成熟程度，瓜可以看作一個系統，有他自己的傳遞函數，你給他一個信號輸入(手拍一下)，他自然會給出相應的輸出，而這個傳遞函數和瓜本身有關，比如:尺寸，質量，水分多少，質量分布等等。

不同成熟度的瓜密度和水分以及質量分布我猜測是不一樣的，因此傳遞函數差異可能比較大，導致聽到的聲音不一樣

生瓜蛋子能甜的了嗎？

不是拍出糖份含量。。。是拍出熟不熟，而熟比糖分又有關係。

以我的經驗是聲音悶回聲沉的水分大或皮厚，聲音清的水分小有可能是沙瓤。

步驟就是先看光滑並且紋路清晰，（不過不適用於所有品種比如黑美人）瓜蒂粗新鮮並彎曲。（成熟的的瓜不是催熟的）還有就是瓜最下面那塊黃的地方越小越好但臍圈相反。（光照和生長期）拿起來掂量一下選大而且輕（沙瓤）的西瓜放到水裡可以浮起來。（私以為西瓜放到井水裡鎮一下涼度剛好）這些都做完瓜好不好吃就看玄學了。

PS:在同樣的糖分下水少的好吃。不過有的品種就算水分大也很甜。其實這跟瓜的生長環境和品種有很大關係。