【题】你能根据雷电的强弱来判断闪电和雷声的距离吗?
【解】雷声是一种振幅极大的叫作爆炸波的声波。爆炸波在自己短暂振动的末期迅速散为声波——这就是爆炸波与普通声波的一大区别。爆炸波的扩散速度在初始明显比声音要快,但是它的速度会随着爆炸波的结构的变化而迅速降低,因此其速度不会持久。在导管中进行的爆炸波扩散实验显示,爆炸波的初始速度是声速的40倍,即达到了12~14千米/秒。
在爆炸波初始以快于声音的速度穿越大气层时产生的就是闪电。在这一阶段,人们听到的是啪啪声。
由于爆炸波还来不及演变成普通声波,所以我们有时会在闪电过后(有时甚至和闪电同时)突然听到炸雷(一般的雷声都带有低沉的前奏)。而炸雷就预示着暴风雨的到来。
第二种雷是闷雷——它是伴有推滚声,声音时强时弱,在闪电后几秒钟才从远方传来。但是如果认为暴风雨的距离(比如用秒数乘以音速)可以根据闷雷和闪电之间相隔的秒数来计算的话,这种想法是不正确的。原因就在于,上面提到的雷声是在初始阶段比音速快,直到传播末期才成为声波,而不是一直按照音速来传播的。
关于雷声的这种解释对炮弹发射时的声音却并不适用。在离开炮膛2米后,炮弹发射时的爆炸波就已经变为声波,因此测量炮弹的发射完全可以根据音速。