声音最大能有多大?

作者: Tim Urban

来源: https://waitbutwhy.com/2016/03/sound.html

发布日期: 2019-07-23 13:20:40

本文探讨了声音的物理定义、传播方式、声速、耳朵的功能、音高和音量的特性以及分贝的测量,还提到了一些音量超过194dB的典型事件和太空中的声音传播情况。

声音是我们听到的某种东西,但在纯粹的物理定义中,声波正是振动在物质中传播的形式。声波的传播方式并非像横波那样上下移动,而是像蚯蚓爬行一样通过不断压缩和舒张的纵波形式。声音由一些物质产生的纵波开始,通过观察红点可以看出,虽然波在向一个方向移动,但是每个独立的粒子都在模仿着灰色的棒在来回移动。

声音是一种在正常压强周围上下波动的压力波,而不是弯曲的蛇形波。声波不仅仅能通过空气传播,还能通过液体和固体传播,在地震中发生的大部分震动都是由于巨大的声波在地球上的传播引起的。声速的大小依赖于在给定的介质中压力波的传播速度,空气中的声速大约是水中声速的四分之一,而在水中的传播速度只是在固体中传播速度的四分之一。

耳朵赋予了我们一种神奇的能力,能够以非常细微的方式感受到微小的声音,并告诉我们声音的位置和它的含义,使我们能够相互交流。人类之间的交流主要是通过复杂的空气压模式向另一个大脑发送信息。耳朵可以分辨出声音的很多特性,但其中两个最基本的是特性是音高和音量。音高与压力波之间的间隔有关,波长越短,音高越高。声音的音量取决于压力波的振幅,较大的声音在高低压之间的振荡更加剧烈。

我们经常使用“分贝”作为单位来测量音量,人耳可检测到的绝对最微弱的声音是0dB,地球上可能存在的最大的声音是194dB。冲击波当能量足够大时,其将超越194dB的限制,虽然其最低压已经到达了绝对真空的零压,但其高压会让声音超过194dB。土星五号的发射、广岛和长崎的爆炸以及喀拉喀托火山的爆发都是音量超过194dB的典型事件。

太空中基本都是安静的,声音不能在真空中传播。如果宇宙中充满了空气,所有的物体都会发出声音,但幸运的是,声音不在真空中传播。

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