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看不见的声音

已有 5945 次阅读 2014-10-25 06:13 |个人分类:漫话科学小知识|系统分类:科普集锦

人类生活在一个声音的环境中,在人际交往中,我们通过声音进行交谈,更好滴传递情感。但是,为什么在空旷的山林里没有半个人影,却依然能够听到人在说话的声音呢?生活中,我们常常会遇到这样一种情况:有时,人还没有出现,却早已经在大老远就听到他在说话的声音了,《红楼梦》中“未见其人,先闻其声”描绘的就是这样的场景。这究竟是为什么呢?

我们都知道,声音的产生是由于物体的震动,而声音能够得以传播,则需要介质,这个介质可以使气体,可以使液体,也可以是固体。花样游泳运动员能够在水下做出整齐划一的动作,就是因为游泳池里水将声音传到了她们的耳朵里;医生借助听诊器可以听到病人的呼吸声,也是因为听诊器将病人的呼吸声传到了医生的耳朵里。而在我们周口味的空气重有很多微小的分子,当一个物体振动发声时,就会使这些空气分子也发生振动,从而将声波传播开来,如果声波到达了人的耳膜,并使耳膜也发声振动,我们就呢过听到声音了。所以,即使在空无一人的山林中,我们也仍然能够听到人说话的声音。

但是,为什么在太空中,即使两个宇航员之间距离非常近,他们也只能借助无线电设备才能交流呢?要回答这个问题,我们首先需要解决一个问题:在真空中,声音还能传播吗?意大利科学家托里拆利曾经提出了声音是以空气为介质传递的观点,并设想利用铃声在真空中无法传播来证明,但由于当时制造真空状态的技术还不够成熟,因此无法实现自己的假设。1650年,德国物理学家盖里克制作了世界上第一台空气泵,后来,科学家波义耳与另一位科学家胡克共同合作,设计出了更好的空气泵,并利用空气泵产生的真空,证明了钟表的滴答声在真空中无法听到,从而验证了托里拆利的假设。因为在太空中,是一种真空状态,没有可以传播声音的介质,所以,宇航员彼此说话必须依靠无线电的帮助。

值得一提的是,在不同的介质中,声音传播的速度是不同的,一般来说,固体传播声音的速度最快,空气传播声音的速度最慢,而水的传播速度则介于二者之间,这也就是为什么当远处发生爆炸时,我们会首先感觉到地面在振动,然后才听到爆炸声的原因了。





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