奇异的声音

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  众所周知,我们听到的声音由空气传播。一般说来,离声源越近的地方,听到的声音越大;离声源远的地方,声音越小。因为声音在传播过程中,其能量随距离增大而衰减。至于声音在传播过程中,是否会出现反常现象呢?
  2005年12月11日拂晓前,伦敦附近的一个油库发生连环爆炸,橘红色的火焰和滚滚浓烟升腾到数百米的天空,60公里以内的居民都感受到爆炸产生的冲击波,比这更远的地方,人们则是从电视等媒体上了解这一事件的。
  一个奇怪的声学现象很快曝光。远在300多公里外的荷兰人,居然听到了这次油库爆炸的声音,尽管爆炸声并不大,但是毕竟让人听见了。气象学家把这一反常声传播现象,归咎于出现“强逆温”天气。在“强逆温”气象条件下,高空的暖空气阻挡了地面附近较冷空气继续上升,从而在空中形成了一个气层。大爆炸产生的冲击波被这个气层反射回来时,绕过了一些离爆炸中心比较近的地区,使那里一如平常,形成了“声音静区”现象。而继续前进的爆炸声,最终惊动了远在300公里外的荷兰,使荷兰成为这次爆炸的“热闹区”。
  伦敦大学教授戴维·肯普认为,一般情况下,从单一声源发出的声音,向外或向上传播100公里时,其音量要减少84分贝。如果像这次一样,声波被逆温层阻挡等原因,衰减量则很少时,声音可以传送得很远。
  无独有偶,远离伦敦的荷兰人,听到伦敦连环爆炸声确实非常少见,但是并不违背自然规律。再说类似现象,历史上也不乏其例。
  1921年,德国奥本地区一家化工厂爆炸。事故发生时,爆炸中心区和距离中心区200公里以外的地方,先后听见了惊心动魄的爆炸声。可是,与化工厂相距100~200公里处的居民,却无人听见爆炸声。科学家在调查中发现,爆炸声传到高空以后,刚好与一片能反射声波的“声云”遭遇,是“声云”将那次大爆炸的声波反射到200公里以外的地方,使那里的感受与爆炸中心一样强烈。声音没有传播到距离爆炸中心100~200公里的地方,所以那里风平浪静,成为物理学所描述的“声音静区”。
  1980年5月,是圣海伦火山上一次爆发的时间。火山爆发时,在离火山口350公里以外的地方,人们无不被惊天动地的轰隆声所震撼。可是在距离火山口350公里以内的广大地区,却和平常一样安静。一位从火山边侥幸逃生的人告诉记者:“那里死一般的沉寂。”调查证明情况属实。原来圣海伦火山爆发时,从火山口传出的声波径直向上运动了35公里,在那里遭遇到一块声云后,被反射到350公里以外的地方,从而在火山口周围形成了罕见的“声音静区”现象。
  这钟声传播中的奇怪现象,在150年前美国南北战争期间也有记录。
  当时,无线通讯设备还没有出现,部队间的联络方法十分原始。在一次战斗前夕,南方联盟军总部命令:驻扎在佛吉尼亚州“七棵松”一带的北方兵团司令约翰·司顿将军,应该在听见第一声炮响信号后,立即率部出动,配合主力部队向里士满以东地区发动攻击。
  谁也不曾料到就在这天的晚上,一场突如其来的暴风雨改写了战局。因为这场暴风雨使当地天气反常,出现了“逆温层”。也就是在海拔越高的地方,气温越高。在海拔低的地方,气温反而低。所以地面附近的空气,不能上升形成对流。在“逆温层”影响下,声波不能像平常那样向上传播,只能向下反射偏转。从而使“七棵松”地区的大气,形成了一个“穹顶形寂静区”。尽管第二天战斗激烈,在几十公里外都听见了枪炮声,而约翰将军的驻地——“七棵松”距战场不到10公里,因为成了“声音静区”,所以听不见隆隆炮声。两天后,约翰被解除职务罪名是贻误战机。
  俗话说“大千世界、无奇不有”。几年前,黑龙江大学的俞文光教授揭示的“天坛对话石”奥秘,使这一奇怪的声传播现象,一时间引为美谈。本来,人站在天坛“对话石”旁轻轻说话,几米,甚至十几米之外的人听不见很正常,声音就是小嘛。令许多人不解的是,站在20米外东配殿、西配殿某几个特殊位置的人,不仅能清清楚楚听见这声音,并且还能与之对话,像我们打手机一样。
  俞文光教授指出,虽然声波经过天坛里圆形墙壁的多次反射,但是衰减量很小,所以才有“对话石”,才出现这一反常声传播现象。
  由于太阳辐射和海水重力等原因,使得大洋深处某些区域,形成了非常有利于声音传播的“海底声道”。科学家认为声音在低温高压的“海底声道”中,传播数千公里都不减小。
  为了证实,科学家曾在澳洲南部海域投下深水炸弹,跟踪测量发现,爆炸声在“深海声道”中,绕过了好望角,接着横穿大西洋,被设在百慕大群岛的接收站收听到。此时,爆炸声运动了19200公里,历时3小时43分!可见在“海底声道”中,声音传播上万公里后,都没有衰减为零。
  上面事例告诉我们,在声传播过程中,出现“声音静区”等奇怪现象的原因,虽然不尽相同。但是,它可以被人类认识,这其中没有任何神秘的超自然力量作祟。
  【责任编辑】李金
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