为什么风可以让声音更加响亮呢

时间:2023-11-15 06:59:03

【题】你知道为什么风可以让声音更加响亮吗?

为什么风可以让声音更加响亮呢

【解】“我们知道,风在向哪一个方向吹,声音向哪一个方向传播就会更顺利。”——这是拉库尔和阿佩里在《物理学起源》中的相关见解。

风速加快了声音传播的速度——而这就是我们通常的解释。然而单单这样的解释是不全面的。我们很明显会注意到,达到10米/秒的气团运动就已经被认为是很大的风了,但是无论声音传播的速度(340米/秒)与声音的传播方向相符还是相悖,它也不过是变为350米/秒或者330米/秒。因此很明显,这个影响是极少的。

英国物理学家约翰·金塔尔通过下面的方式来解释这种现象:如图所示,一般来说高空中的风速总是大于近地面的风速。据我们所知,在静止的气团中声波应该是向四面传播的。相比风向垂直地表方向的变化来说,它的声场在风向水平线上的变化要快得多。所以,声场的变化就出现了如图中实线圈所表示的样子。比如,从A点传出的声波都发生垂直于声波曲线面的偏转。那么,AC方向的声波,会朝着Aa方向绕开,不会达到站在D点的观察者的耳中,所以D点的观察者并没有听到声音。与此相反,在每一个声波曲线的垂直面沿AB方向传播的声音会发生沿Ab方向的偏转。于是声音到达了位于b点的观察者耳中。所有比AB一线低的声波都会发生形似的偏转而达到Ab之间近地面的不同点。相比无风天气声波自然传播时来说,这一部分的地表接收到的声音比它得到的要多……

为什么风可以让声音更加响亮呢

所以说,声音随着风变化是因为声场的结构发生了改变,而不是由于声波速度的变化(当然最终的原因还是速度的变化,图107展现了逆风情况下声波的变化)。

为什么风可以让声音更加响亮呢

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