从水波与声波说起

请想象这样一幅画面:夕阳下,池塘边,一棵老树倚其旁,一片枯黄的叶子静静地躺在水面上,没有风,一切都那样安详、宁静。突然,一颗熟透的果子从树上掉下来,“咚”地一声坠入水中,这时你就会发现以果子下落的地方为中心,泛起的水波由里向外逐渐延伸开去,远处的那叶子起初仍是一动不动,随着水波的不断扩散,当水波到了叶子呆的地方时,树叶就随着水波一上一下地波动起来。当叶子到了最高处时,就说它正处在波峰处。同样地,当叶子到了最低处时,就说它正处在波谷处。在一秒钟内落叶处在波峰(谷)的次数就叫水波的频率,就在落叶不断起伏的过程中,被果子激起的波纹也就逐渐地向远处延伸,这就是水波的传播。不过,值得注意的是在水波的传播过程中,落叶并没有向前移动,仅仅是上下振动。这说明了振动可以产生波。波的传播可以借助于水这种物质来实现,但水分子是不会随着波的传播而向前移动的。

同样,声波也是由空气分子的振动引起的,而空气的振动是由于某一物体的振动激起来的,这个物体叫做振源。比如,弹吉它时,琴弦的振动就会引起空气的振动,从而发出声音;唱歌时,声带振动引起空气振动也发出声音。声波与水波不同的只是空气分子并不是呈现上、下部位的振动,而是以振源为中心形成了间隔一定的疏密相同的空气层,交替逐步向外伸展。在物理学上,水波被称做“横波”,而声波则称为“纵波”。不论是水波还是声波,它们的基本性质是一致的。与水波相对应,我们把密的空气层叫做声波的波峰,而将疏的空气层称做波谷。单位时间内空气分子来回振动的次数叫做声波的频率。频率越高,声音就越尖锐。我们人耳能听见的声波的频率为20~20,000 周/秒,低于 20 周/秒的叫次声波,高于 20,000 周/秒的叫超

声波。

相邻两个波峰(或波谷)之间的距离对某一确定的波来说,是固定不变的。这个固定不变的距离称为波长,即波的长度。

懂得了水波和声波的性质后,就不难理解它们的另一同胞——电磁波了。