“拐彎”的聲音

江蘇省金湖縣實驗中學 華慶富

1921年5月9日，莫斯科近郊發生了一次大爆炸。據調查，在半徑70公里范圍內，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，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公里的遠方，人們又聽到了爆炸的轟鳴聲。

這真是怪事！聲音怎么會“跳”過中間這片地區呢？物理學家發現，聲音有一種“怪癖”，它在空氣中愛揀溫度低、密度大的道路走。當遇到溫度高、密度小的空氣時，聲音便會向上拐彎，到溫度較低的空氣中去。如果某一個地區，地面附近的氣溫變化比較復雜，聲音經過的時候，一會兒拐到高空，一會兒又拐到地面，這樣上上下下，就會形成上面所說的那種聲音“跳”動的現象。

在我國安徽省合肥市建好的長途電話大樓上有一座塔鐘。這塔鐘準時打點，鐘聲悅耳，響遍全市。但是住在遠郊的居民聽到的鐘聲，有時候清晰，有時候模糊，有時候正點，有時候“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。天長日久，居民們得出一條經驗：平日聽不見或聽不清的鐘聲，一旦突然聽得很清楚，就預示著天要下雨了，或正在下雨呢！這是因為這時空氣濕度大，濕空氣比干空氣的密度大，容易傳播聲音的緣故。

“當，當，當……”，在我國北京和上海等很多城市里，都裝有巨大的時鐘，每隔一定時間，便會準確地向大家報告時刻。如果你離大鐘的距離比較遠，就會有這樣的感覺：報時的鐘聲，在夜晚和清晨聽得很清楚，但一到白天就不太清楚了，有時甚至聽不見。有人說，這是因為夜晚和清晨的環境安靜，白天聲音嘈雜的緣故。這樣的解釋，只對了一小部分。其主要原因和前面的爆炸聲所形成的現象是一樣的，都是由于聲音會拐彎。

白天，太陽把地面曬熱了，接近地面的空氣溫度遠比空中的高，鐘聲發出以后，走不多遠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，聽起來不清楚；再遠，人們就聽不見這個聲音了。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，于是人們在遠的地方也能清晰地聽到鐘聲。

如果某個區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往下拐，這往往會造成非常奇怪的現象。

想象一下，在炎熱的夏天，沙漠中的沙子吸收太陽的熱量，溫度很高，人在50米以外大聲呼喊，只看見嘴動，卻聽不見他在喊什么。而如果在北方的冰海雪原里，又會出現什么現象？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，聲音沿地面傳播，進入雪地的縫隙中，所以聲音也會很難聽到。