自然科普:為什麽在夜裏更容易聽到遠處火車的聲音?
來源:科學世界
發布時間:2021-03-30
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很多人大概都會(hui) 有這樣的經驗:在夜裏更容易聽到從(cong) 遠處傳(chuan) 來的火車鳴笛聲、除夕的鍾聲或者建築工地的機器聲。

許多人都會(hui) 說,這是因為(wei) 夜裏比白天安靜,所以容易聽到遠處的聲音。這隻是原因之一。

其實主要原因是聲音在夜裏的彎曲情況與(yu) 在白天不同。原來,白天地麵受到太陽光照射,被加熱變暖,結果使得靠近地麵的空氣也隨之變暖。聲音具有在熱空氣中傳(chuan) 播速度更快的性質。於(yu) 是,從(cong) 地麵發出的聲音的行進方向就會(hui) 向上彎曲。所以,在白天,從(cong) 地麵發出的聲音難以傳(chuan) 播至遠處。

在夜裏,地麵冷卻,靠近地麵的空氣也隨之冷卻。相對而言,這時上空的空氣的溫度較高,而地麵附近的空氣的溫度較低。於(yu) 是,同白天相反,在夜裏聲音在上空傳(chuan) 播的速度更快,行進方向改而向地麵彎曲。所以,在夜裏聲音可以傳(chuan) 播至很遠,我們(men) 能夠聽到在白天聽不到的那些遠處的聲音。

圖片白天,上空的空氣溫度較低,聲音向上彎曲

上圖表現了在白天火車鳴笛聲如何傳(chuan) 播的情形。白天,地麵附近的氣溫較高。由於(yu) 聲音具有在高溫空氣中傳(chuan) 播速度更快的性質,因而從(cong) 地麵發出的聲音發生向上彎曲的折射(A)。住在高處房屋(右下)裏的居民這時聽不到遠處火車的鳴笛聲。

圖片夜間,上空的空氣溫度較高,聲音向地麵彎曲

上圖表現了在夜裏火車鳴笛聲如何傳(chuan) 播的情形。夜裏,地麵冷卻,地麵附近的氣溫下降。這時,聲音在溫度相對較高的上空傳(chuan) 播的速度較快,因而從(cong) 地麵發出的聲音發生向地麵彎曲的折射(B)。住在高處房屋(右下)裏的居民這時可以聽見白天聽不到的遠處火車的鳴笛聲。

聲音為(wei) 何發生折射?

為(wei) 了說明聲音為(wei) 什麽(me) 會(hui) 發生折射,這裏將聲波比喻為(wei) 一輛兩(liang) 輪車。如圖所示,設想兩(liang) 輪車從(cong) 瀝青路麵斜著向上滾入沙地。左側(ce) 輪子先滾入沙地,速度立即變慢。此時,右側(ce) 輪子仍然在瀝青路麵上保持原來較快的速度不變。結果,兩(liang) 輪車向左拐彎,作逆時針旋轉。聲音的折射,例如上文圖中白線小方框A內(nei) 發生的折射,道理與(yu) 此相同。

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