北京
“叮铃铃——”下课铃声响起，室内篮球场上，同学们穿着运动鞋尽情跑动、跳跃，鞋子与球场地面接触时，不断发出清脆的“吱吱”声。这声响伴着脚步声，成了运动场上最常见的旋律。你是否也好奇，这熟悉的“吱吱”声究竟是怎么来的？
声音由振动产生，鞋底振动时，会带动鞋与地面之间的空气一同振动，“吱吱”声便由此产生。当硬质皮革或橡胶制成的鞋底，在运动中与玻璃、水泥等坚硬的地面接触时，两者间会产生摩擦，而这一瞬间的摩擦会形成“开启脉冲”——这是一种剪切波，在固体内部传递，振动方向与波的传播方向垂直。
这种波会在鞋底肆意游走，如果光滑的鞋底与光滑的玻璃接触，开启脉冲会在鞋底销声匿迹，仿佛从未出现过，自然也就发不出“吱吱”声；而当鞋底带有规则花纹时，开启脉冲的传播轨迹会被不断修正，形成规律的振动，“吱吱”声也就随之产生了。
为了适配脚部的构造和行走的规律，鞋子不同部位的鞋底厚度也各有差异，材料的不同高度在摩擦过程中产生的频率也会不同。正因如此，鞋的脚尖、脚掌、脚跟部位分别与地面碰撞时，会发出不同的音调。值得一提的是，鞋子相对地面的滑动速度、鞋子的尺码，对音调几乎没有影响。
科学家还研究发现，摩擦产生的这些脉冲信号还能降低摩擦力，通过调整材料的几何结构，不仅能实现降噪、调控摩擦的效果，这项研究成果还能为地震动力学相关研究提供新思路，更能针对性调节各类材料间的摩擦行为，在合成材料研发、工业机械摩擦调控等多个领域发挥作用。
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责任编辑｜赵青云 李雅欣
运营编辑｜李雅欣
质量审核 | 原飞燕
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《运动鞋“吱吱”声成因找到啦》，撰文/田蓉（中南大学），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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