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既然聲音在固體中傳播最快,那為什麼我們關門能阻擋噪音?

你可以從高中知識中回憶起三種物質狀態,固體,液體和氣體,而聲波在固體中傳播速度最快。第二快的是液體,而聲音在氣體中傳播最慢。

也就是說,如果你想讓聲音從一個地方傳到另一個地方,你應該讓它穿過固體。

那麼,當我們被噪音吵的受不了的時候,為什麼要把門關上呢?既然聲音在固體中傳播得最好(而在空氣中傳播得最差),為什麼門或牆和其他固體「障礙物」會阻擋聲音傳播呢?

什麼是聲音?

聲音實際上是由振動物體產生的壓力波。換句話說,當某物振動時,它會發出聲音。這些聲波來自一個聲源,以相同的速度向四面八方傳播。

當聲波傳播時,它們會被擋在路上的物體反彈或吸收。

聲波傳入耳朵

然後這些波被我們的耳朵接收,耳朵將這些波發送到大腦,在那裡它們被處理,這樣我們就能從中獲得一些「感覺」。

不同於光(電磁波),聲音是機械波,這意味著它需要介質才能傳播。它不能在真空中傳播(而光可以)。這就是為什麼太空是寂靜的,因為沒有空氣聲音不能傳播。

聲音通過不同介質傳播

我們的周圍都是空氣,所以我們聽到的聲音經過空氣傳到耳朵里是很自然的。

首先,聲音在乾燥的空氣中以343米/秒的速度傳播。注意了,聲音在空氣中傳播得最慢,它在固體中傳播得更快。

聲音在固體中傳播如此之快的原因在於,聲音實際上是一種局部擾動,它的傳播是通過介質中組成粒子之間的碰撞實現的。

在固體的情況下,組成顆粒緊密地聚在一起。因此,這些粒子所經歷的振動(由於傳入的聲波)很快就會傳遞給鄰近的粒子,而鄰近的粒子又會將振動傳遞得更遠。

這就是為什麼聲音在固體中傳播得如此迅速和有效!

聲波

如果是這樣的話,那麼為什麼關著的門能阻擋噪音?

聲音確實是在固體中傳播得最快,但固體物質實際上阻礙聲波到達給定的空間。

這很容易理解,當聲音從一個點發出,穿過介質,然後遇到一個固體物體,它會失去一些能量。

換句話說,介質的變化會引起聲波所攜帶能量的減少。這就是為什麼聲音在遇到不同的介質時會失去「音量」。

當一扇緊閉的門或一堵牆減少外部噪音時,也會發生同樣的事情。聲音(聲波)起源於房間外,要傳播到目標房間,在撞到門之前通過空氣傳播。

聲波在改變傳播介質時失去能量

現在,門吸收了這些波的一些能量,並將其中一些反射回房間外。因此,原始聲波失去了相當多的能量。

然後,剩餘的聲波穿過固體門進入另一種介質(目標房間的空氣),因此損失了更多的能量。結果呢?噪音要麼被完全屏蔽,要麼強度太低,無法被目標房間內的耳朵注意到。

好了,這就是為什麼緊閉的門和牆能很好地阻擋外界噪音,即使固體物質能如此有效地傳遞聲波。


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