声音为什么会“跳跃”？

在开凿欧洲阿尔卑斯山的一条隧道时，曾使用了二十来吨炸药来炸开隧道开凿的缺口。火药爆炸时产生的巨大的爆炸声，使得附近三十公里范围内的居民都清楚地听到了，而离爆炸地点四十公里以外地方的居民则没有听到这次爆炸的轰鸣声。可令人奇怪的是，在距离爆炸地点 160 公里远的地方，人们还是听到了这次爆炸的轰鸣声，这倒底是什么原因呢？

声音是一种波，它可以在空气中传播，在传播过程中同时又被地面物质吸收与反射，因此声音沿着地球表面传播时，声音的强度要不断减弱， 所以声音只能传播到有限远的距离。尽管火药的爆炸声十分巨大，它传播到四十公里外，已衰减到几乎听不见了，所以住在四十公里外的居民就不可能听到火药的爆炸声。

可是，隧道口特殊的“喇叭”形结构却具有聚集声波的本领。隧道口把聚集的声波向高空发送，因爆炸声除沿地面传播外，还向空中传播，声音传到几十公里的高空后会遇到高空中的电离层，它具有反射声波的本领，因而声波会被电离层反射又折回地面。只有沿一定方向传播的声波才会被反射，当声波传播方向与竖直方向夹角较小时，它很容易穿过电离层， 向更远的高空传播。因此反射的声波只有在一定的距离之外才有，人们在这个距离之外才会听到声音而在声波沿地面传播距离与天空反射所到达的范围之间有一个声波无法到达的区域（如图示），这个区域被叫做死区或寂静区。火药的大爆炸声沿地面传播了四十公里，而沿天空反射却使声音在 160 公里之外出现，所以附近四十公里之内的居民与远在 160 公里之外的居民均听到了爆炸声，而从四十公里到一百六十公里之间的居民处在这次声波传播的死区，听不到这次爆炸声。

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