2000年、ロシアの有名な「ウィスパーボイス」歌手ヴィタスがクレムリン宮殿で演奏した際、彼の高音で屋根の水晶ランプが割れてしまいました。ハリウッドの「スクリーム・クイーン」ナオミ・ワッツは、ファンの要望に応えてホテルのバルコニーで叫んだときにガラスが割れました。歌声は本当にガラスを割ることができるのでしょうか。物理学の原理によれば、高音の歌声はガラスを割ることができます。音は物体の振動によって発生し、発声器官を声源とします。人間の歌声は声帯の振動によって発生し、音波として空気中に伝わります。高音の声帯の周波数がガラスの固有振動周波数に近いか等しい場合、ガラスは共振し、歌声のエネルギーが大きければ、ガラスの共振幅も大きくなります。そして、ガラスの共振幅がガラス自体が耐えられる限界を超えると、ガラスが割れてしまうのです。
ガラスを割る過程 どの物体にも固有の振動周波数があります。外部からの振動周波数が物体の固有振動周波数に近いか等しい場合、物体は強制振動し、振幅が大きくなることがあります。これを共振といいます。例えば、街路に面した家では、車の音が窓ガラスに反応することがありますが、これは車の音の周波数が窓ガラスの振動周波数とほぼ同じか近いからです。共振物体の固有振動周波数は、物体の材質、位置、密度、形状、欠陥など、多くの要因に依存しています。石英ガラスの固有振動周波数は約2000Hzですが、人間の声の周波数は一般に2000Hz以下ですから、このような声はガラスと共振することはありません。しかし、訓練を受けた高音歌手は、声を2000Hz近くに高めることができ、その場合、ガラスと共振する可能性があります。また、ガラスに欠陥がある場合、歌声によってガラスが割れる可能性が高くなります。