“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。”这首脍炙人口的《枫桥夜泊》描述的夜半钟声蕴藏着一个巨大的秘密:
声音在夜间比在白天传得远。
声波是由于声源的振动扰动了空气,并以波的形式往外传播而产生的。声波在不同介质中的传播速度不同,还受温度影响。地面上方不同高度处空气的温度不同,因此声音在向前传播时会向温度较低的空气层偏折。这就像由一列小孩和一列大人组成两人一排的队列,当小孩和大人手挽手以相同节奏向前行进时,由于大人的步距比小孩的长,队伍前进的方向就会偏向小孩一侧。
声波是由于声源的振动扰动了空气,并以波的形式往外传播而产生的。声波在不同介质中的传播速度不同,还受温度影响。地面上方不同高度处空气的温度不同,因此声音在向前传播时会向温度较低的空气层偏折。这就像由一列小孩和一列大人组成两人一排的队列,当小孩和大人手挽手以相同节奏向前行进时,由于大人的步距比小孩的长,队伍前进的方向就会偏向小孩一侧。
白天,地面受太阳辐射后温度升高,靠近地面的空气层的温度比稍高的气层温度高,因此靠近地面的声速小于离地面高的声速。地面上声源发出的声波传播方向是向上弯曲的,使得水平方向上的传播距离减少,再加上白天日常活动的嘈杂声大,所以白天在地面上听不清远处的声响。这也是白天在十几层高的楼上打开窗户,也能听到远处各种交通工具声音的原因。
传播的介质
声音的传播需要介质,所有固体、液体和气体都能作为介质,但真空不能传播声音。在不同的介质中,声音传播的速度不同。常温下,声音在空气中传播速度约为340米/秒,在水里约为1500米/秒,在钢铁中约为5200米/秒。所以,同样的声音,在钢中传播的速度比在空气和水中要快。所以,把耳朵贴在铁轨上就可以听到远处火车车轮在铁轨上滚动的声音。有经验的人,还能大致判断出火车运行的位置。
声音的传播需要介质,所有固体、液体和气体都能作为介质,但真空不能传播声音。在不同的介质中,声音传播的速度不同。常温下,声音在空气中传播速度约为340米/秒,在水里约为1500米/秒,在钢铁中约为5200米/秒。所以,同样的声音,在钢中传播的速度比在空气和水中要快。所以,把耳朵贴在铁轨上就可以听到远处火车车轮在铁轨上滚动的声音。有经验的人,还能大致判断出火车运行的位置。
宇宙飞船飞行时有声音吗
我们经常在科幻电影中看到这样的场景,宇宙飞船飞过时发出震耳欲聋的隆隆声或嗖嗖的响声。这其实是人们想象出来的。在太空中,没人能听到任何声音,因为声音传播需要介质,而太空中没有大气。据说《星际迷航》作者最初是想要星际飞船安静无声地飞过太空的,但后来可能出于音效的考虑而加上了嗖嗖声。
在太空中,有一种情况可以传播声音,就是当巨大的星系相撞时。本来自顾自运行的星系相撞时会发生可怕的冲击波,它们将星系气体压缩成漂亮的片状和纤维状,看上去令人赞叹。
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