声音的秘密
世界上充满了各种声音:森林中的虎啸声、大海上的波涛声、汽车的喇叭声、工厂的马达声、收音机的广播声、厨房里炊具的撞击声、人们的说话声、还有音乐会传来的歌声⋯⋯我们生活在声音的海洋里。
虽然声音发自各种不同的声源,但是,只要我们仔细观察,便可以发现它们都是以同一种方式产生的,不信,你可以试一试:
当你说话的时候,如果用手指按住喉结,就会感到声带在微微颤动。声带的振动产生了声音。你还可以注意一下正在发声的锣鼓或者自行车的车铃,假如看不真切,你就用手去触摸它们,你会感觉到它们也在振动。如果你用手紧紧按住发声的锣鼓或者自行车铃,振动就停止了,它们也就不再发声了。可见,声音伴随着物体的振动而产生,又随着振动的停止而消失。
振动的物体发出了声音,还必须有传送声音的“工具”把它送到我们耳朵里,才能使我们听到。这种传递工具称作“媒质”。空气、水、钢铁及其它气体、液体、固体都是传递声音的媒质。比如发声的物体在振动, 它不断地推动周围的空气运动,也就是说,它把振动传递给空气,使周围空气也跟着振动起来,于是这种振动便迅速地“蔓延”开去。当空气的振动传到我们耳朵里时,它使耳内的鼓膜也跟着发生振动,这种振动通过神经传到大脑,于是我们便听到了声音。
在真空中,声音不能传播。例如,在月球上,由于没有空气,那里是个万籁无声的世界。
那么,利用声音能进行长距离通信吗?大家都有这样的经验:当我们对着山谷喊话时,要过几秒钟才能听到回声,这说明声音传到山谷,然后被反射回来,需要有一定的时间。人们测定:站在相距 1 公里的地方喊话,
对方需要 3 秒钟才能听到声音。平时,人们交谈时,彼此相隔很近,很难感觉声音的传播需要时间。但是,如果相隔较远的距离,问题就大了。如果从北京向广州喊话,要等两个多小时,广州人才能听到,这一来一往的时间,简直让人难以忍受。再有,声波在传播过程中,强度会变得越来越弱,传不到很远就会销声匿迹。
看来要进行长距离通信,不能直接利用声音。
人们相中了“无线电波”。地球赤道的周长是 4 万公里,无线电波 1
秒钟可以绕赤道 7 周半。在地球上南北两极相隔 2 万公里,电波只用 1/15 秒就可以从南极到达北极。无线电波传播的速度几乎是声波的一百万倍。如果用无线电波传递信息,从北京到广州用不了 0.01 秒,双方好像近在咫尺虽然无线电波在传递过程中,也存在着一些损耗。但可以用特制的“放大器”加以放大。经过一段距离的传输后,我们把变得微弱的信号加以放大,使它精神倍增地踏上新的行程。就这样,传送一段距离后再放大一次⋯⋯如此一路传送下去,便可以将信号传得很远很远。
那么无线电波到底是什么呢?