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声音可以拐弯

(2018-01-19 19:43:01)
标签:

北大

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声音

折射

声音可以拐弯

亲爱的读者,我们先来一起做个有趣的小实验:

声音可以拐弯

 

 

 

 

 

如上图所示,将光滑的木板的一半铺上一块细布,显然细布比光滑的木板粗糙多了。然后将一个用过的缝纫机的线轴沿着PO滚动。由于PO不是垂直于木板和细布的分界面的,所以左边的轮子要先滚上细布。由于细布比光滑的木板粗糙多了,所以左边的轮子的速度要变小。请大家想象一下:左边的轮子速度变小了,而右边的轮子速度大小没变,轮子还能够沿直线滚动吗?请读者务必注意是哪个轮子的速度变大或者变小了,从而判断轮子的偏折分析。

声音可以拐弯 声音可以拐弯 读者可能会问,这与声音有什么关系呢?根据本文开始我们做的小实验,我们用类比的方法思考一下:声音在两种速度大小不同的介质中传播时,会是什么样呢?

这种现象叫声音的折射。在我们的日常生活在中,声音的折射现象是很多的。

根据上面两幅图,我们可以得出一个结论:声音的速度大小发生变化时,声音要向速度小的方向偏折。

我们一起回顾一下空气中的声速与温度的关系:在0 时声速是331/秒,在15℃时声速是340/秒,在25℃时声速是346/秒。由此,可以用归纳法得出几个结论:一是空气声中的声速随温度的升高而变大;二是温度每升高1声速将增大          /秒。

     大气中温度分布是不均匀的:

声音可以拐弯    白天,地面温度高,地面附近的空气温度也高,声音速度大;高空的空气温度低,声音速度小。如下图:

 

                                              

 

    骆驼队白天在沙漠中行走时,队伍后面的喊声,队伍前面往往听不到,就是这个原因。

晚上,地面温度低,地面附近的空气温度相对低,声音速度小;高空的空气声音可以拐弯 相对温度高,声音速度大。如下图:

  

 

 

 

 

1200多年的唐朝诗人张继在《枫桥夜泊》中所描写的“夜半钟声到客船”,就是这个原因。

以后学习了光的折射定律以后,利用类比的再思考一下,我们还会对声音折射的规律有更深刻的理解。

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