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比如说,海浪是通过水来传播的一种波,如果我们摇晃一根绳子,绳子可以自行传播这种摇晃的波,因为它本身可以构成传播介质;又比如说,我们把一个石子扔进水塘里,激起了水波,水波通过水的表面来扩散并传播;再比如说,地震波也是通过组成地球的物质来传播的。
同理,声波实质上是一种压力波,可以通过水、空气等介质传播,传播的介质是什么取决于我们所处的环境。
不管在何处,声波的传播都需要借助介质,从本质上而言,声波传播的过程即能量在介质中传递的过程。
声源振动的能量让组成介质的一部分分子产生振动,而这部分分子振动的能量又会继续影响下一部分分子,这样就形成了波的传播。
声波传播的速度会根据介质的不同而变化。
介质的密度越大,声波的速度越快,毕竟在密度大的介质中分子之间的距离会更小。
因此,声音在水里的传播速度比在空气中更快。
这也就是为什么在水里能实现更快的沟通和交流,那些聪明的鲸鱼彼此之间隔着好几公里,却仍然能够听到彼此发出的声音。
当然啦,声音通过固体传播会比通过**还要快些。
所以,如果我们把耳朵贴在火车轨道上(这个场景在很多逃犯电影中都出现过,但我个人并不推荐大家效仿),就会听见远处的火车发出的声音,然而在空气中,我们却什么也听不见。
这就是因为声音的传播速度在火车轨道中比在空气中要快得多。
同理,如果我们想要知道邻居家在讨论些什么,把耳朵贴在墙上会听得更清楚。
当然,这个行为我也并不推荐。
事实上,大多数情况下我们既不生活在水里,也不会时常把耳朵贴在柱子上或墙上。
所以对于人类而言,在大部分情况下,声音的传播速度即在空气中的传播速度为:340米秒,1.225千米小时。
目前,只有我们在第二章中提到的菲利克斯·鲍姆加特纳和几种世界上最快速的飞机做到了超越声速前进,这种速度我们称之为“超音速”
。
那些超音速飞机在以足够快的速度飞行时,在超过声速的时刻,会发出剧烈的声响。
也许你看见过这样一幅照片:仿佛是在神奇魔力的作用下,一架歼击机凭空从一朵云中飞出来了。
在照片中,飞机后的白盘状云朵是飞机以超音速前进时,在冲击波的作用下,形成的冷凝云。
这个现象被叫作“普朗特-格劳尔奇点”
。
在《超人》系列电影的最新一部中也描绘了这个现象。
不过超人已经不止一次、两次,而是连续五次实现了超音速前进……
流行小知识:“马赫数”
是奥地利学者恩斯特·马赫提出的概念,是一个表示速度的无量纲参数。
马赫以音速来定义一切物质的速度,在同一种介质中,一个物体的运动速度为V,声音在该介质中的传播速度为Vs,用音速来衡量一切速度,即1马赫为一倍音速,2马赫为两倍音速。
这个方法为超音速飞行事业的发展提供了便利。
看过电影《壮志凌云》的人应该对此都很熟悉吧:“以1马赫的速度前行。”
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