你可以從高中知識(shí)中回憶起三種物質(zhì)狀態(tài),固體,液體和氣體,而聲波在固體中傳播速度最快。第二快的是液體,而聲音在氣體中傳播最慢。
也就是說,如果你想讓聲音從一個(gè)地方傳到另一個(gè)地方,你應(yīng)該讓它穿過固體。
那么,當(dāng)我們被噪音吵的受不了的時(shí)候,為什么要把門關(guān)上呢?既然聲音在固體中傳播得最好(而在空氣中傳播得最差),為什么門或墻和其他固體“障礙物”會(huì)阻擋聲音傳播呢?
什么是聲音?
聲音實(shí)際上是由振動(dòng)物體產(chǎn)生的壓力波。換句話說,當(dāng)某物振動(dòng)時(shí),它會(huì)發(fā)出聲音。這些聲波來自一個(gè)聲源,以相同的速度向四面八方傳播。
當(dāng)聲波傳播時(shí),它們會(huì)被擋在路上的物體反彈或吸收。
聲波傳入耳朵
然后這些波被我們的耳朵接收,耳朵將這些波發(fā)送到大腦,在那里它們被處理,這樣我們就能從中獲得一些“感覺”。
不同于光(電磁波),聲音是機(jī)械波,這意味著它需要介質(zhì)才能傳播。它不能在真空中傳播(而光可以)。這就是為什么太空是寂靜的,因?yàn)闆]有空氣聲音不能傳播。
聲音通過不同介質(zhì)傳播
我們的周圍都是空氣,所以我們聽到的聲音經(jīng)過空氣傳到耳朵里是很自然的。
首先,聲音在干燥的空氣中以343米/秒的速度傳播。注意了,聲音在空氣中傳播得最慢,它在固體中傳播得更快。
聲音在固體中傳播如此之快的原因在于,聲音實(shí)際上是一種局部擾動(dòng),它的傳播是通過介質(zhì)中組成粒子之間的碰撞實(shí)現(xiàn)的。
在固體的情況下,組成顆粒緊密地聚在一起。因此,這些粒子所經(jīng)歷的振動(dòng)(由于傳入的聲波)很快就會(huì)傳遞給鄰近的粒子,而鄰近的粒子又會(huì)將振動(dòng)傳遞得更遠(yuǎn)。
這就是為什么聲音在固體中傳播得如此迅速和有效!
聲波
如果是這樣的話,那么為什么關(guān)著的門能阻擋噪音?
聲音確實(shí)是在固體中傳播得最快,但固體物質(zhì)實(shí)際上阻礙聲波到達(dá)給定的空間。
這很容易理解,當(dāng)聲音從一個(gè)點(diǎn)發(fā)出,穿過介質(zhì),然后遇到一個(gè)固體物體,它會(huì)失去一些能量。
換句話說,介質(zhì)的變化會(huì)引起聲波所攜帶能量的減少。這就是為什么聲音在遇到不同的介質(zhì)時(shí)會(huì)失去“音量”。
當(dāng)一扇緊閉的門或一堵墻減少外部噪音時(shí),也會(huì)發(fā)生同樣的事情。聲音(聲波)起源于房間外,要傳播到目標(biāo)房間,在撞到門之前通過空氣傳播。
聲波在改變傳播介質(zhì)時(shí)失去能量
現(xiàn)在,門吸收了這些波的一些能量,并將其中一些反射回房間外。因此,原始聲波失去了相當(dāng)多的能量。
然后,剩余的聲波穿過固體門進(jìn)入另一種介質(zhì)(目標(biāo)房間的空氣),因此損失了更多的能量。結(jié)果呢?噪音要么被完全屏蔽,要么強(qiáng)度太低,無法被目標(biāo)房間內(nèi)的耳朵注意到。
好了,這就是為什么緊閉的門和墻能很好地阻擋外界噪音,即使固體物質(zhì)能如此有效地傳遞聲波。
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