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甩鞭子为何会产生震耳欲聋的声音?探秘声音的奥秘!

 透明雨y 2023-09-09 发布于陕西

小时候上课时,我们常常在老师写板书的时候偷偷说话,每次老师都会通过声音“辨认”出来。《红楼梦》里的王熙凤被称为“未见其面,先闻其声”。 

我们听到声音的时候,能够判断声音的方向。当有人在你的背后呼喊时,你会转过头去寻找声音的来源,而不会朝着天空看;我们能够确定声音的来源位置,是通过"双耳效应"。

当声源位于左侧时,左耳会先听到声音,右耳后听到,左耳的声音会比右耳更响。通过分析音量差、时间差、音色差等信息,我们的大脑就能自动判断声源的位置,如我们看电影的时候,所谓的立体声就归功于“双耳效应”。   

声音是由物体振动而发生的,当我们在说话、唱歌的时候,声带就正在振动。或者是在弹奏吉他,拨动吉他琴弦的时候,琴弦也正在振动。而我们听到呼呼的风声,这是由于空气正在振动。  



多普勒效应在我们日常生活中不难观察到,如当火车靠近时,汽笛的声音变得尖锐,音调变高;而火车经过后,汽笛的声音变得低沉,音调变低。火车在移动并发出汽笛声时,声波中的“疏”和“密”按一定间隔排列。



当火车朝向我们移动时,把空气中声波的“疏”和“密”压缩得更紧密,使得间隔变得更短。我们感觉到声音的振动频率加快,音调变高,听起来尖锐。当火车离开时,它拉开了空气中声波的“疏”和“密”的间隔,使得间隔变得更远。火车的速度越快,音调的变化也越大。   


当我们把小石子扔入平静的湖面时,会产生无数个扩散的波纹,前行的小船会使这些波纹向一侧挤压,形成一个三角形的锥面。同样的声音也会以类似的方式传播。当一个固定的音响发出声音时,它就像水中的波纹一样不断向外传播。

    


我们看有的古装电视剧中,皇上上朝前会有人“甩鞭子”,民间也有一种运动叫“响鞭”。鞭子没有什么特殊的装置,只要找到了合适的甩鞭子的方法,鞭子的末梢速度就会特别快,产生了音爆的现象。  


当鞭子向前甩出时,鞭子的中间会呈现弯曲的形状。随着力量的传递,鞭子上的弯曲部分逐渐向前移动,并且速度不断增加。同时鞭子周围的空气被高度压缩,最终在超音速的情况下形成音爆,发出巨大的声响。超过声音的速度是关键,声音在空气中传播的速度是340m/s,软软的一根鞭子怎么产生超音速的呢?



根据能量守恒定律,物体的总能量保持不变,不会无缘无故产生或消失,而是以不同形式转化。以鞭子由粗到细的形状为例,随着动量的传递,鞭子的质量逐渐减小,相应地速度不断增大。如果鞭子头部能无限缩小,速度将无限增大。



当飞机以超音速飞行时会产生音爆现象,同时也会形成音爆云。当飞机向前飞行时,它推动空气形成一个间断面。在这个间断面之后,空气被极度压缩,导致温度、密度和压力急剧增加。


同时飞机尾部形成了一个低温低压区域。在这个过程中,水蒸气开始冷凝,形成了许多小水滴,看起来就像云一样,被称为音爆云。音爆云一般只会持续几秒钟的时间。   



声音不仅可以通过空气传播,还可以通过液体和固体等其他物质传播。当人们钓鱼时,通常会保持安静,因为鱼会听到人类的声音并立即躲避。这是因为水能够传播声音。水传播声音的速度比空气传播声音的速度要快得多。声音是一种能够传达情感和传递信息的力量。声音的传播是一个非常神奇的过程。

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