西瓜检测论文

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这题有一定争议，但大部分人认为是音调。

是音色，物体的振动快慢影响着音调，它决定着音调的高低。而音色取决于材料的不同。西瓜成熟和未成熟时，它的瓜不同。所以是音色而不是音调。

这个问题说起来很生活，但实际上是非常复杂的，我找到了一篇浙大博士论文《西瓜成熟度和内部空心的声学检测技术及装置研究》，专门研究怎么用声音在不破坏西瓜的情况下检测出它的品质。这种无损检测技术是西瓜商品化的关键，前段时间不是有文章吐槽中国人爱吃瓜，99%的国产瓜都被中国人自己吃了，还颇为自豪，其实就是因为我国对厚皮水果的检测技术落后，才导致西瓜出口量低，根本不是一件值得自豪的事。总的来说，论文介绍了中外多种声学检测技术，基本上都是根据西瓜成熟前后质地变化来设计的。西瓜从未成熟到成熟，果肉逐渐变得松散带来弹性模量（硬度）的变小，而弹性模量的变化会导致声学特性的改变，其中最主要的是共振频率，波速。共振频率可以简单理解为敲击西瓜发出的声音，越成熟的西瓜共振频率越低，但共振频率也受体积质量及外形的影响，前人研究认为定义坚实度指数（f^2·m^2/3，f为共振频率，m为质量）更有利于判断西瓜的成熟度。另外波速也是一个比较容易判断西瓜成熟度的指标，成熟的西瓜波速更慢，即敲击后另一侧检测到声音的时间更长，波速与西瓜成熟度具有显著相关性。在另一篇论文《西瓜成熟度音频无损检测技术》中，作者给出了功率谱峰值频率（共振频率存在多个，振动功率峰值所在频率即为功率谱峰值频率）与西瓜成熟度之间的关系，大于 189Hz为“生”瓜，160～189Hz为 “适熟”瓜，133～ 160Hz为“熟”瓜，小于 133Hz为“过熟”瓜，符合我们生活中声音越沉闷瓜越熟的经验。所以这道初中物理题的答案应该是“音调”，即声音频率的高低，而与音色相关的是谐波或泛音的组合差异，目前没有看到通过音色判断西瓜成熟度的应用。最后多说一句，拍西瓜听声音辨生熟既然是可行的，为什么还总是买到生瓜呢？不是你辨音能力差，而是没有考虑体积质量对共振频率的影响，换言之，只有在两个大小相同的瓜之间对比共振频率才能直观地得出结论，否则还是要引入坚实度指数这样的指标才能保证准确。