![趣味物理实验(原名《趣味物理思考题》)](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/932/41139932/b_41139932.jpg)
16.声音的神奇传播
你亲自观察过砍树的人吗?或者观察过在远处砸钉子的木匠吗?通过观察你会有重大发现,当斧头砍进树或者锤子砸钉子的那一刻,产生的声音并不会立刻传过来,而是稍晚些。此时斧头和锤子已经被再次举起或拿起了。
你不妨再观察一下,你需要后退或是前进一点,经过数次测试后,你就能够找到一个最佳的位置,在这个位置上你看到的斧头砍树或是锤子砸钉子和你所听到的声音是保持同步的。但是如果你重新回到之前的位置,你会发现声音又不同步了。
通过反复的测试之后,你或许可以揭开产生这种现象的谜底了。毋庸置疑,光一瞬间就能跑完这段距离,而声音从发生地传到你的耳朵里需要一定的时间。所以当声音在空气中移动,朝你的耳朵里传播的时候,斧头或锤子已经将下一个动作完成了。我们此时是在用双眼观察耳朵听到的事情。这个时候你会发现,砍树的声音和动作是不一致的,反而当你把工具上举的时候,可以听到声音。但如果你前进或后退到斧头一次砍击时间内声音所经过的路程,那么当声音传到你的耳朵的那一刻前,斧头刚好重新下落。此时,你听到的看到的保持一致,只是它们是不同的砍击,你所看到的是最近的一次砍击,然而你听到的砍击是上一次甚至是更早的一次砍击。
那我们就留下了一个疑惑,在1秒钟的时间内,声音究竟能在空气里移动多远的距离呢?其实,这个距离已经被科学家们精确测量过了。科学家们计算出了声音走1千米的距离约需要3秒钟的时间。如果我们做一些推论,假设砍树的人1秒钟挥动斧头两次,你走到距离砍树人160米的位置,此时,就可以让砍树的声音和他的举起动作同步了。而光在空气里每秒的传播速度是声音的将近100万倍。这回你就可以明白一些事情了,我们几乎可以用光速来测地球上所有的距离。
对于声音的传播方式,或许我们可以了解到,不但空气可以成为声音传播的介质,其他气体、液体和固体都可以成为声音的传播介质。但是有些科学理论是我们必须要了解的,那就是声音在水里的传播速度比在空气里约快4倍,因此当我们潜水的时候就能够听清各种各样的声音了。工人在水下沉箱里工作的时候可以非常清楚地听见岸边的声音。同样的道理,一些有经验的渔夫知道怎样不让鱼跑开,也是因为这个原因。
有些硬的固体材料也有很好的声音传播性能,例如生铁、木头、骨头这些材料传播声音的质量非常好,而且速度也会更快些。你可以亲自做一些实验,比如把耳朵贴着一块长方形木块,然后让你的同伴在另一头用一根小木棍敲打,这个时候你将会听见通过长木传过来的敲打声。如果你们在一个密闭的环境中做实验,没有其他声音干扰,你可以把一个钟表放到另外一头,这时令人惊奇的是,你在木条的这一头甚至可以听见钟表的嘀嗒声。并不是只有我们说的这些东西才可以传播声音,事实上,在生活中,铁轨、方木、铸铁管甚至土壤都能较好地传播声音。也就是说,生活中的很多的东西都可以传播声音的,例如把耳朵贴在地上,你可以听见汽车发动机的声音,而如果声音是靠空气传播的,你会发现要很久才能够传过来。在战争年代,很远的大炮发射炮弹的声音靠空气完全传不过来,如果你想要知道敌人的动态,你就需要将耳朵靠着地面,从而用更短的时间听到声音。
当然也并不是所有的固体都可以很好地传播声音,如果你细心地观察生活中的一些东西你就会发现,柔软的织物、酥松无弹性的材料非常不利于传播声音,相反,它们是吸收声音的。在有些家庭里面,如果不想让声音传到隔壁房间的话,有些人会在门上挂厚帘子,而有些家具是很利于声音传播的,那么在家里铺上地毯就是一个隔音的好办法。现在相信你会更加了解声音的传播方式了吧。