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怎样准确地表示出声速随温度变化的情况

怎样准确地表示出声速随温度变化的情况
08-09-03  匿名提问 发布
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    单柯铭

    声音的传播速度一般来说只跟介质有关,相同的介质在不同的条件下传播速度会有一些不同,但这都是科学研究的成果,也不必细究,下面有具体说声音与气温的关系.

    声音是发声体以声波的形式所进行的能量传播。一般来说,声音传播的距离大或是速度慢,能量消耗就大,倘若声波的能量全部消耗在传播途中或是声波改 变方向,人的耳朵就听不到声音了。而声音传播的速度与弹性介质的种类和状况关系极大,通常说的声速每秒340米,其传播介质是15℃的标准空气。事实上, 我们身边的空气是不可能“标准”的,它的状况与各种气象要素的组合(也就是天气的状况)密不可分。

    研究表明,声音的传播速度与温度是成正比的,在近地层中,当气温随高度增加而降低时,声音的传播速度随高度增加而减小,声音的射线就会向上弯曲 (俗称“声音起飞了”);反之,当气温随高度增加而升高,声音的传播速度就会随高度增加而增加,声波射线呈向下弯曲状,给人的听觉就是“声音在下沉”。

    在阴雨天气的白天,空气温度相对较低,越靠近地面,空气温度越高,声音的射线向空中弯曲,因而地面上的人就不容易听到远处的声音。在天气晴朗时的 傍晚,太阳落山以后,地面热量开始向空中辐射,使得在一定范围内,空气温度随着高度增高而上升,声音射线向下方弯曲,声能多半沿地面传播,能量损失小,人 耳便容易听到声音,我国民间总结出的“火车叫得响,天气准是好”,便和这一规律不谋而合。基层气象工作者还把夏日傍晚的雷声大小,作为天气预报的辅助指 标。

    夏秋季节的中午,下垫面受热升温,裸地最高温度可达60℃以上,水泥、柏油路面的温度更高,相比之下,空气温度就显得较低(气温一般是不会超过 40℃的)。所以在夏季的中午,四周环境显得非常静谧,是午休的好时机。而到了消暑纳凉的夜晚,地面早已冷却,空气温度降幅较小,声波向下弯射,所以四周 声音听得较清晰,尤其在下垫面多为泥土的乡村,传声效果更为明朗。

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