书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第22章 “声速”在“捣鬼”

学校运动会的入场式正在进行。在军乐队的带领下,一支浩浩荡荡的运动员队伍,迈着矫健的步伐,进入体育场。这时,一个奇怪的现象出现了:尽管运动员们都是按着军乐队的鼓点迈着步子,可是大家的步伐并不整齐;有的迈左腿,有的迈右腿,有的腿脚正抬得很高,有的却已落下,各式各样,看起来非常零乱。是什么原因使运动员的步伐走不整齐呢?是事先没有操练好吗?不是,是“声速”在“捣鬼”。

原来声音在空气中传播是需要时间的。科学家经过精密地测量知道,声音在空气中每秒钟大约传340米。用句科学术语说,就是空气中的“声速”为每秒钟340米。当运动员队伍按照领头的军乐队的鼓点迈步前进时,由于同一声鼓点传到前后队员耳中的时间不同,因此他们起落的脚步也就有先有后,这样队伍的步伐就不会一致了。人走路时每前进一步大约需要0.5秒钟,而鼓点声在0.5秒钟内要传170米。所以,当某一队员听到某声鼓点迈出左腿时,在他身后170米远的另一队员0.5秒钟后才会听到这声鼓点迈出左腿,而此时前一队员已经开始迈右腿了,恰好差了一步。

在运动场上,不知道大家注意过另一种现象没有:举行百米赛时,在起跑处总要竖起一面黑牌。发令员发令时,要把信号枪举到黑牌前并发出起跑的枪声。这是为什么呢?其实道理很简单:起点运动员是按信号枪的枪声起跑的,而终点裁判员却不能按枪声启动秒表计时。因为枪声传播到终点需要一定的时间(大约需0.3秒钟),如果那样,计时就不准确了。为了保证计时的准确,发令员在信号枪的背后安一黑牌;在信号枪发出枪声的同时发出的白色烟雾,在黑牌的反衬下,能够被终点的裁判员清楚地看到。由于白色烟雾的光传播得很快(比声速快90多万倍),它传播100米所需的时间可忽略不计,因此终点裁判员在看到白色烟雾时启动计时,就不会有什么误差了。