拍西瓜辨成熟度的原理

張志昊

又到了酷暑難耐的季節，清爽可口的西瓜成了夏季的“標配”。通過拍擊西瓜聽聲音，真的能判定西瓜的成熟度嗎？這個看似簡單的方式，又有怎樣的原理？

? 具體來講，西瓜的結構分為瓜皮和瓜瓤。在西瓜成熟過程中，瓜皮的硬度和彈性模量發生變化，也就是果肉成熟的瓜皮彈性更大，拍打起來會有輕微的回彈感。此外，瓜瓤在纖維素酶的作用下，內部纖維素被降解，西瓜的含糖量和自身結構也產生了變化，敲擊聲自然會有不同。將西瓜視為一個具有彈性的多層結構球體，當人們敲擊西瓜振動發聲后，分析產生的音波信號可得出以下結果：未熟果在拍打的時候，其音波振幅達到最大，隨后急劇衰減，呈不規則的衰減波形。而適熟果和過熟果的最大振幅出現在拍打之后的某一時刻，其波形上下對稱，呈有規律的衰減。而音波的具象化體現就是振動和回聲，所以敲擊時聲音較清脆的是生瓜，敲擊聲相對沉悶的是熟瓜。

簡單來講，生西瓜果肉密度較高，敲起來聲音發脆，熟西瓜果肉密度相對較低，敲起來就比較悶，并且西瓜被敲擊后發生的振動頻率，處于人耳能夠感知和分辨的范圍內。因此，在購買西瓜時，輕輕拍打不同的西瓜，就能聽出不同聲音。當拍打西瓜發出“當當”清脆響聲，有可能是生瓜，發出混濁、沉重“嘭嘭”響聲的可能是熟瓜，發出“噗噗”響聲的有可能是熟過頭了的瓜。