书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第18章 声音传播的媒质

300多年前,德国科学家葛利克做过一个实验:他把钟放在一个接有抽气机的玻璃罩里,然后把罩里的空气慢慢抽出来。这时,钟摆的滴答声逐渐减弱,最后几乎听不到了。葛利克又把空气放进罩子里,人们又听到了钟摆的滴答声。现在,我们用奶瓶子做一个类似的实验。

从奶瓶(或大口瓶)的盖子中穿进一根细铁丝,头上弯个小圈,套两块小铁片(或者拴上个小铃铛)。摇一摇瓶子,听,里边的铁片“唱歌”了。

点燃一些小纸片,放到瓶子里,趁着火还没有熄灭时快把盖子盖紧,别让铁片(或铃铛)和瓶子相接触。等火熄灭以后,再摇一摇瓶子,仔细听,铁片的响声比原来小了。

这个实验近似地说明了葛利克实验的原理。由于纸的燃烧,瓶子里的空气受热膨胀溢出一部分,空气减少了,声音传播受到了影响。葛利克实验充分证明,声音只有通过某种物质才能传播出去。这种传播声音的物质就叫媒质,也叫介质。空气就是一种常见的介质。

声音在介质里传播的情况大致是这样的:声源发生振动以后,就引起了它周围的介质发生相应的振动,最后,以声波的形式向四面八方传播。

声音在空气中,约需3秒钟才能通过1千米。声音不但能在空中传播,也能透过其他的气体、液体或固体传播。在水中,声音的传播速度比在空气中快4倍,因此,在水中,各种噪声都听得很清楚。在水底潜水箱中工作的人,能听见岸边的各种声音,就是这个道理。渔夫会告诉你:水中的鱼对岸边的小声音很敏感,所以会机灵地逃逸。

声音在坚硬的弹性体(如铸铁、木材等物体)中传得更快。把细长木棒的一端压着耳朵,而叫朋友在另一端敲打,你就会听到清晰的打击声。这时,如果环境十分安静,你也能听到其他各种杂音。将手表放在木棒末端,你一样可听见钟表的嘀嗒声。

声音通过铁轨、铁棒、铁管或土壤,传播得速度也很快。如果你将耳朵贴在地表,你很快就会听见马奔跑过来的声音,甚至比在空气中听到得更快。对于大炮的射击声,也可采取同样的方法迅速听见。

对于有弹性的固体,声音的传播更迅速。如果是柔软的纺织品或脆弱而非弹性的物质,声音的传播状况就很糟糕,因为这些物质会吸收声音。倘若你怕声音传到隔壁,可在墙上挂上厚厚的窗帘,这样就可以防止了。其他如地毯、衣服或柔软的家具等,也都具有相同的隔音作用。

骨头也可以迅速地传播声音。声音透过骨头而到达听神经,听起来声音十分大,相信大家都知道这事实。我们先进行类似的实验吧!

用一根细长的绳子,而在绳子的中央绑着金属汤匙,绳子也同样绑在汤匙中央。接着,你将绳子的两端分别放在左右两只耳朵上,并用手指或手掌防止外面的声音跑进耳朵,你不妨将绳子的一端紧紧压住耳朵。最后,你让汤匙去碰某种坚硬的东西,你就可以听见,有金属撞击的声音由绳索中传来。如果不用汤匙,而改用更重的东西,这个实验会做得更理想。