“拐彎”的聲音

江蘇省金湖縣實(shí)驗(yàn)中學(xué) 華慶富

1921年5月9日，莫斯科近郊發(fā)生了一次大爆炸。據(jù)調(diào)查，在半徑70公里范圍內(nèi)，人們清清楚楚地聽到了“轟隆轟隆”的爆炸聲；但是從半徑70公里到半徑160公里范圍內(nèi)，人們卻什么也沒有聽到；奇怪的是，從半徑160公里以外一直到半徑300公里的遠(yuǎn)方，人們又聽到了爆炸的轟鳴聲。

這真是怪事！聲音怎么會(huì)“跳”過(guò)中間這片地區(qū)呢？物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，聲音有一種“怪癖”，它在空氣中愛揀溫度低、密度大的道路走。當(dāng)遇到溫度高、密度小的空氣時(shí)，聲音便會(huì)向上拐彎，到溫度較低的空氣中去。如果某一個(gè)地區(qū)，地面附近的氣溫變化比較復(fù)雜，聲音經(jīng)過(guò)的時(shí)候，一會(huì)兒拐到高空，一會(huì)兒又拐到地面，這樣上上下下，就會(huì)形成上面所說(shuō)的那種聲音“跳”動(dòng)的現(xiàn)象。

在我國(guó)安徽省合肥市建好的長(zhǎng)途電話大樓上有一座塔鐘。這塔鐘準(zhǔn)時(shí)打點(diǎn)，鐘聲悅耳，響遍全市。但是住在遠(yuǎn)郊的居民聽到的鐘聲，有時(shí)候清晰，有時(shí)候模糊，有時(shí)候正點(diǎn)，有時(shí)候“遲到”。這是塔鐘的失誤嗎？不是，這也是聲音的“怪癖”——愛走氣溫低、密度大的道路引起的。天長(zhǎng)日久，居民們得出一條經(jīng)驗(yàn)：平日聽不見或聽不清的鐘聲，一旦突然聽得很清楚，就預(yù)示著天要下雨了，或正在下雨呢！這是因?yàn)檫@時(shí)空氣濕度大，濕空氣比干空氣的密度大，容易傳播聲音的緣故。

“當(dāng)，當(dāng)，當(dāng)……”，在我國(guó)北京和上海等很多城市里，都裝有巨大的時(shí)鐘，每隔一定時(shí)間，便會(huì)準(zhǔn)確地向大家報(bào)告時(shí)刻。如果你離大鐘的距離比較遠(yuǎn)，就會(huì)有這樣的感覺：報(bào)時(shí)的鐘聲，在夜晚和清晨聽得很清楚，但一到白天就不太清楚了，有時(shí)甚至聽不見。有人說(shuō)，這是因?yàn)橐雇砗颓宄康沫h(huán)境安靜，白天聲音嘈雜的緣故。這樣的解釋，只對(duì)了一小部分。其主要原因和前面的爆炸聲所形成的現(xiàn)象是一樣的，都是由于聲音會(huì)拐彎。

白天，太陽(yáng)把地面曬熱了，接近地面的空氣溫度遠(yuǎn)比空中的高，鐘聲發(fā)出以后，走不多遠(yuǎn)就往上拐到溫度較低的空中去了。因此，在一定距離以外的地面上，聽起來(lái)不清楚；再遠(yuǎn)，人們就聽不見這個(gè)聲音了。而在夜晚和清晨剛好相反，接近地面的氣溫比空中低，鐘聲傳出以后，就順著溫度較低的地面推進(jìn)，于是人們?cè)谶h(yuǎn)的地方也能清晰地聽到鐘聲。

如果某個(gè)區(qū)域接近地面的大氣溫度變化得很厲害，這里高、那里低，那么聲音拐到空中以后又會(huì)往下拐，這往往會(huì)造成非常奇怪的現(xiàn)象。

想象一下，在炎熱的夏天，沙漠中的沙子吸收太陽(yáng)的熱量，溫度很高，人在50米以外大聲呼喊，只看見嘴動(dòng)，卻聽不見他在喊什么。而如果在北方的冰海雪原里，又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？顯然，北方的地面有冰雪，溫度比上方空氣低，人在50米以外大聲呼喊，聲音沿地面?zhèn)鞑ィM(jìn)入雪地的縫隙中，所以聲音也會(huì)很難聽到。