2000년, 러시아의 유명한 '돌핀 보이스' 가수인 비타스는 크렘린 궁전에서 공연하면서 몇 번의 고음을 내보냈는데, 그 고음이 천장의 크리스탈 조명기구를 깨뜨렸습니다. 할리우드의 '비명의 여왕' 나오미 워트는 팬들의 요구에 따라 호텔 발코니에서 비명을 지르다가 유리창을 깨뜨린 적이 있습니다. 그렇다면 노래가 정말 유리창을 깨울 수 있을까요? 물리학의 원리에 의하면, 고음 노래가 유리창을 깨울 수 있습니다.
소리는 물체가 진동할 때 발생하며, 소리를 내는 물체를 소스라고 합니다. 인간의 노래는 성대의 진동으로 발생하며, 소리는 공기 중에 음파의 형태로 확산됩니다. 고음의 성대 주파수가 유리창의 자연적 진동 주파수와 비슷하거나 동일할 때, 유리창은 공명을 일으키며, 노래의 에너지가 커질수록 공명의 정도가 커집니다. 그리고 유리창의 공명이 유리창이 버텨내는 한도를 넘을 때, 유리창이 깨집니다.
유리창을 깨는 과정
모든 물체는 고유의 진동 주파수를 가지고 있습니다. 그리고 외부 요인에 의해 발생하는 진동 주파수가 물체의 고유 진동 주파수와 비슷하거나 동일할 때, 물체는 강제 진동을 일으키며, 그 진동 정도는 매우 커질 수 있습니다. 이것을 공명이라고 합니다. 예를 들면, 길목에 있는 집은 지나가는 차의 소리로 인해 유리창이 울리는 이유는 바로 차의 소리가 창문 유리의 진동 주파수와 비슷하거나 동일하기 때문입니다. 공명 물체의 고유 진동 주파수는 물체의 재질, 위치, 밀도, 모양, 결함 등 여러 요인에 의해 결정됩니다. 석영 유리의 고유 진동 주파수는 약 2,000Hz이고, 인간의 목소리는 대부분 2,000Hz 이하이며, 이러한 소리는 유리창과 공명을 일으키지 못합니다. 그러나, 일부 고음을 잘 하는 가수는 자신의 목소리를 2,000Hz 정도로 높일 수 있고, 이때 유리창과 공명을 일으킬 수 있습니다. 또한, 유리창 자체에 결함이 있는 경우에는 노래로 유리창을 깨는 확률이 더 높아집니다.