声音传播“怪”现象

2008-10-15 10:53张金霞
关键词:爆炸声热空气逆风

张金霞

我们都知道,为了能清楚地听见说话声或音乐声,就要离说话的人或音乐近一些.一般来说,离声源越近听得就越清楚.但是,情况也并非总是如此,也有一些与之相反的情况,即在离声源近的地方,竟然完全听不到声音,而离声源远的地方反而听得很清楚.据报载,在当年的苏联就发生过这样奇怪的现象.

1921年5月9日,在苏联莫斯科的近郊发生了一次大爆炸.据调查,在半径70km到160km的范围内,人们根本没听到爆炸声,而在半径160km到300km的范围内,人们反而听到了轰轰隆隆的爆炸声.

这次轰轰隆隆的爆炸声,为什么在近处的人没有听见,而在远处的人反而能清楚地听见呢?

原来,声音在介质中有专沿温度低、密度(密度的概念将在九年级学到)大的介质传播的性质.在某一区域里,地面附近气温若很高,则空气的密度就很小.由于空气对流,密度小的热空气要上升到较冷的高空中,因此声源发出的声音,就会伴随着热空气向上拐弯,越过头顶而传到上方的冷空气中,在高空中继续向外传播,于是在它下方的地面附近就形成了一个声音传不到的无声区,即“寂静区”.所以,处在该“寂静区”的人们就听不见从声源发出的声音.

因不同区域的地质构造、地形情况及天气变化不会完全相同,所以不同区域的温度也不会完全一样.因此,从声源传来的声音就可能一会儿沿地面向外传播,一会儿又拐向空中向外传播,一会儿又回到地面向外传播.在声音上上下下向外传播的过程中,会在地面附近形成许多“寂静区”,人们只要处在这些“寂静区”里,即使离声源近些,也不会听到声音.例如,在赤日炎炎的沙漠中,相距几十米的人相互呼喊,往往是只见其人,不闻其声,甚至看见了对方的嘴动,也听不到对方的喊声,道理就是如此.而若处在“非寂静区”,即使离声源很远,人们也可能会清晰地听到爆炸声.我们都知道,钟声在清晨和夜晚会传得很远,除环境安静这一因素外,还有一个主要的原因,就是由于清晨和夜晚地面附近的空气温度较低,此时声音是沿地面传播的.

此外,声音的传播情况还与风刮的方向有关.若声音的传播方向与风向一致,即顺风时,声音会向下拐弯而沿地面向外传播.所以顺风时,人们能听到较远处传来的声音.若声音的传播方向与风向相反,即逆风时,声音则会拐向空中向外传播,在它下方的地面附近就形成了“寂静区”.因此,逆风时,即使离声源较近,我们也听不到或听不很清楚.

由此可见,从声源发出的声音,在离它近处听不见,而在远处反而清晰可闻,实际上是一种声学现象,没有什么可大惊小怪的.

责任编辑 程 哲

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