声音为什么在空气中传播最慢，而在固体中传播最快？

 

        回答这个问题，我们首先要了解一下，声音从物理的意义上来说，到底是什么呢？声音是物体振动而产生的一种声波，然后经由一定的介质（这里的介质是指空气、液体、固体）传播，最终被人所听到。

 

        如果产生声音的波源不变，波的频率就不会变，所以声音的传播速度与介质有关。声音在不同的介质中，所传播的速度也不同。实际上，介质的反抗平衡力的大小决定着声音的传播速度，并且成正比，反抗平衡力越大，声音的传播速度越快；反之，则相反。那么什么又是介质的反抗平衡力呢？我们都知道所有的物质都是由分子或原子组成的。当物质的某个分子或者原子，不想平衡而与平衡位置偏离时，那么其四周的分子或者原子就会不允许它偏离，进而一起挤压它再次回到平衡位置。液体的抗平衡能力比空气的大，而固体的又比液体大。因此，我们说声音在空气中传播最慢，而在固体中传播最快。

 

        声音的传播速度还与介质的密度紧密相关，并且成正比。介质的密度大，声音的传播速度便快，反之，则相反。那什么样的介质是密度大的介质呢？组成物质的原子或者分子排列越紧密，其密度越大，越坚韧。因此，固体、液体、空气中，密度大小的排列方式应该是这样的：固体>液体>空气。因此，声音在空气中传播最慢，而在固体中传播最快。

 

        声音的传播速度还与温度有关，并且成正比。温度越高，声音的传播速度越快，反之，则相反。因此，如果声音在传播的过程中，遇到了上升的热气流，那么声音的传播速度便会立即加快。反之，如果是遇到的冷空气，那么声音的传播速度也会慢下来。

 

 

        声音的传播速度还与障碍物有关。比如深深的峡谷，那么声音在传播的过程中，就会受到峡谷的阻碍，使得声音发生折射，其实也就是回声。

 

        我们讲了声音的传播速度与介质的反抗平衡力、密度、温度、障碍物等有关。那么声音在真空中能传播吗？答案是否定的。声音是组成物质的分子或者原子与其周围的分子或者原子所产生的相互振动。真空什么都没有，不存在物质，那么当然也是不能传播声音的。

 

       生活中有的声音我们能听到，有的反而听不到？那么这究竟是怎么一回事呢？回答这个问题，我们要明白一个概念，那就是声音的频率，即声音在一秒钟所振动的次数。单位是赫兹（Hz）。我们人的耳朵，所能接收的是20Hz~20000Hz的声音。所以，比20Hz低，或者比20000Hz高，我们人耳都听不到。通常，我们把低于20Hz的声音叫作次声。把高于20000Hz的声音叫作超声波。20Hz~20000Hz是我们所能接收的范围。不同的动物是不相同的，猫能够听见60000Hz以上的超声波，狗则能够听见高达50000Hz的超声波；而夜里生活的蝙蝠则更高，能够听见频率高达120000Hz的超声波。

 

注：来源科普中国-科学原理一点通，作者：王懿