手拉手，向前走：声音传播需要介质
能在宇宙中开演唱会吗
要想让我们发出的声音别人听到，必须得到声音的好朋友帮忙，如果没有这位好朋友，多么美妙动听的声音都传播不了，它就是“介质”。
我们都听说过嫦娥奔月的故事，嫦娥进入月宫之后，陪伴嫦娥的还有被罚砍桂树的吴刚和一只玉兔。传说中，嫦娥经常会与吴刚聊天，也会给玉兔讲故事。但是如果从科学的角度来看，他们根本听不到对方说话。即使能够交流，可能也是因为彼此会唇语或者手语。
看到这里，那些想让全宇宙的人都听到自己歌声的人可以放弃这种想法了。这是因为声音是由物体振动产生的。我们在地球能够听到声音，是因为振动着的物体把声波传给空气，空气再把声波传播进人的耳朵，然后我们才能听到声音。
至此，我们知道声音存在有两个条件：一个是振动源，一个是声音传播的媒介，也就是“介质”，二者缺一不可。由于月亮的质量很小，无法束缚住空气，所以月亮上是没有空气的，即使在月球上能够产生振动，但振动的声波没有媒介可以传播出去，所有月亮上是没有声音的，那是一个寂静无声的地方。
我们可以模拟一个像月球的地方。准备一个可以抽气的玻璃罩，把闹钟放在里面，然后一点一点地抽气，同时注意听闹钟的“滴答”声。我们会发现闹钟的声音一点点消失，直到再也听不见。听不见的时候，玻璃罩内已经没有空气了。这个被抽了气的玻璃罩就相当于月球，实验证明在月球上即使有振动，也听不到声音。如果有一天人类的登月的梦想可以实现，人们在月球上即使距离只有1米，也听不到对方在说什么。
【物理碰碰车】宇航员靠什么进行对话
进入太空之后，宇航员之间如果没有交流很容易出现意外事故，那么在没有传播介质的环境中，宇航员是靠什么来对话的呢？
在宇航舱内的话，里面充满了空气，宇航员可以正常说话；如果要到太空中行走，那么一定要穿上宇航服，宇航服中有无线电系统，他们可以用无线电进行交流。
“枕戈待旦”中的声学原理
“枕戈待旦”这个词是说士兵们都枕着兵器睡觉，时刻等待杀敌。其实士兵们这样做还可以用物理原理来解释呢！
漆黑的营帐沉寂无声，将士们都进入了梦乡。忽然，一个黑影坐起来，又很快趴下去，把耳朵贴在地面上听起来。远处，“哒哒”的马蹄声混乱而清晰。“不好了，敌人来了！”
很熟悉这个场景吧？这是影视剧中常出现的。不过，你知道士兵为何要趴在地上听远处的声音吗？
这依然跟声音的传播有关。你已经知道，导线能传声，那么，还有什么能传声呢？空气、水、土地、无线电……实际上，除了真空，地球上的多数物质都能传声，这些物质叫介质。通过介质，声波可以四处扩散，其乐无穷！当然，如果声波一时得意跑到真空里，那真不幸——它将马上消失！
那么，为何趴在地上能听到远处的声音呢？答案就是：声音在固体中的传播速度比在气体中快。通常，不同介质中声音的传播速度是不一样的，物体的弹性越好，声音传播速度越快。而在固体、液体和气体中，固体弹性最好，气体最差。因此，声音在大地中的传播速度远快于在空气中的传播速度，趴在地上，也就能更早听见远处的声音了！
枕着兵器躺在地上，远处的声音能够很快传到士兵的耳朵里，这样就可以尽早发现敌情，早作准备。
【物理碰碰车】地震波的传播
同声音一样，地震波是从地震震源产生的向四处辐射的弹性波，其实就是在地壳中传播的声波。地球内部存在基干界面、莫霍面和古登堡面，由于结构不同，地震波的传播速度会在这几个面发生改变。地震发生时，震源区的介质会发生急速的破裂和运动，从而构成一个波源。之后，这种波动就会向着地球内部及表层各处传播开去，形成连续的弹性波。
预报天气的教堂钟声
声音在不同的介质中传播速度不同。由于天气变化，空气中的湿度也会不一样，而这竟然可以用来做“天气预报”，想知道是怎么回事吗？
很久之前，有一位贵族家的管家，他虽然大字不识，却有一项特殊的本领——预测天气，任何一次刮风、下雨、下雪或者冰雹天气，他都能准确无误地预测出来，因此这个贵族家里的农作物收成比其他家要好很多倍。管家的主人，为了能确保管家去世后的收成如旧，便希望希望管家临去世前能把识别天气的诀窍传下来。当主人抱着这样的目的询问管家时，管家只说了一句话：“教堂钟声清晰，不用问上帝。”当时，人们都没明白老管家为什么这样说。然而随着科技的发展，今天的人，哪怕是孩子们都已经懂得了其中的道理。
许多城市都有教堂，所有教堂里都有钟塔楼。住在教堂附近的人听到的钟声，有时候清晰，有时候模糊；有时候正点，有时“晚点”。但事实上，教堂里的钟每小时都会准点播报，它恪守着自己的职责。只是调皮的声音喜欢跳跃着走，而且还喜欢走气温较低，密度较大的道路。
时间长了，住在教堂附近的居民就总结出了这样的经验：平时听不见或者听不清的钟声，突然变得很清晰时，那就意味着，天或者要由晴转阴，或者要下雨，或者正在下雨。因为下雨前和下雨时的空气比较湿润，湿空气温度相对晴天的低，密度也会变大，在这样的空气中传播，声音的速度也会更快，被人听到的自然也会清楚很多。当年的老管家也就是凭借这一点，准确地预测出了天气状况。
【物理碰碰车】听不到的饼干声
当我们吃饼干的时候，总感觉嘴巴里有很大的动静，可是当我们看旁边同样在吃饼干的朋友，却听不到他咀嚼的声音。这是因为我们吃饼干的声音基本只有自己的耳朵能听到，原因在于人的颅骨就像其他固体一样，具有传播声音的能力，而且骨骼密度很高，声音传播时，常会被放大到惊人的程度。而其他人发出的声音是通过空气传到我们耳朵的，所以听起来非常轻微。
录音机里是谁的声音
“丝丝，妈妈把你在小歌手大赛上唱的歌录下来了，快过来听听！”看到丝丝过来，妈妈连忙把录音机打开。“妈妈，你搞错了吧，这哪是我的声音啊！”“怎么不是？你仔细听听。”丝丝趴在录音机前听了听，是有点像，但是又似乎不太像。怎么回事？闹鬼了吗？
其实你把自己的声音录下来播给自己听，你也会疑惑地自问：“这是我的声音吗？”“我平时就这样说话的吗？”如果你指着录音机问其他人，“录音机器里的声音和我的像不像呢？”他们会说那就是你的声音，没有太大的差别。这到底是怎么一回事呢，为什么我们会觉得自己的声音这般陌生呢？
人们日常生活里听到的声音，主要是通过两条途径传播进耳朵里。一条途径是“骨传导”，即通过骨骼传播声音。从声带发出的振动经过头骨、牙齿、牙床、上下颌骨等骨头，传入我们的听觉神经，从而听到声音。想想我们平时挠头发、吃东西时听到的声音，那就是通过“骨传导”的方式听到的。假如你用双手捂紧耳朵，自言自语，即使你说话的声音再小，你也能听到自己的声音，这也是因为骨头可以传播声音。而我们平时说话时，听到自己的声音，也是通过骨头传播的。
声音传播的另一条途径就是人们很熟悉的了，任何物体发出来的声音，经过声波的震动，通过空气的传播，经过耳廓、中耳一直传到内耳后到达听觉中枢，被我们听到。
听自己讲话和听自己的录音，这两种声音是通过不同途径传播的，因为空气和骨头传播同一声源的声音，音色是不同的，所以在我们自己听来自己的录音就不像自己说话的声音。但对别人而言，无论是自己说话的声音，还是自己的录音，都是通过空气传播的，所以听起来效果就是差不多的。
【物理碰碰车】聋人如何找到节奏
许多耳聋的人都能跟着音乐跳舞，《千手观音》就是其中的代表。既然他们听不到声音，那又是如何找到节奏的呢？
其实许多内耳完好的耳聋的人可以通过地板和骨骼的传导作用听到音乐，并能够跟随音乐的节奏跳舞。贝多芬耳聋之后，据说就是通过将他的手杖一端抵住钢琴，把另一端咬在牙齿中间来听取钢琴演奏的。他所依据的其实也是我们上面所提到的原理。
遭遇海难？再扔颗炸弹
还记得《泰坦尼克号》中船沉没的时候他们是用什么来报警的吗？是烟花，这是利用了光学原理。那么还有没有其他的方法呢？看看下面这个故事你就知道啦！
飞机或轮船在大洋中遇到事故，除了可以用烟花、无线电发出求救信号外，还有一种方法引来他人的注意，即往深海里扔炸药包。5千克炸药在１千米深的海洋中爆炸时，声波可以传播到几十千米之外。
曾经有一次，大洋洲南部海域有一艘轮船失事，无法发电报，就在深海中投入炸弹，爆炸产生的声波沿着深海声道绕过了好望角，又折向赤道，穿越大西洋，历时3小时43分钟后，在北美洲百慕大群岛的监听人员竟然收到信号。
人们算出，这道声波一共走了1.92万公里的路程，在海洋中绕地球半圈之多。从深海里发出的深海警报，会被几个海岸的监听站从各个方向监听到，这样一来就能较准确地判断出失事地点的所在位置，并快速组织营救。
深海警报能够被监听到，是因为在大洋海底存在一个天然的深海声道，声音在大海里传播，会受到很多因素的影响。而声音的传播速度和方向主要是由海水温度和压力决定的，温度越高，传播速度越快；压力越大，声速也越快。海底的温度由太阳的照射而产生，所以，随着海水深度的增加，温度也就越来越低，同时，海水压力也会跟着深度的增加而变大。
但海水温度增加到一定程度，就会到达一个恒温层，由此，我们可以得知，从上到下声音传播的速度随着温度降低而减慢，到达恒温层后，声速随着压力增大而加快。这样一来，因为在温度和压力的影响下，海底就形成了一个特殊的声音传播的通道。这个通道，就像人们把书卷成的圆筒，声音在这里面会传播得更远。
在深海声道的上层，压力较小，所以声音传播速度慢；在深海声道的下层，压力较大，声速传播得快。因为声音传播喜欢向声速慢的界面弯曲，在上层，声波向下折射；在下层，声波向上弯曲，这样就形成一个声道轴。因为声道轴既不接近海面，也不靠近海底，因此它就像两块板子一样，把声波的能量聚集于声道里，在这个声道里来回折射的声波不会损失能量，于是就传播得很远。
在这个深海声道里还存在特别能汇聚声波的汇聚区。大约每隔40~50海里，就会有这样一个汇聚区。深海声道将这些断裂的汇聚区连接起来，声音也就能传播得更远了。
【物理碰碰车】吃掉声音的海绵
由于声音的本质是声波，所以它也会出现反射和折射现象。当它遇到的阻碍比较多的时候，很有可能就会因为消耗能量而消失了。
演播室和录音棚的墙壁上都贴着厚厚的海绵，像装鸡蛋的箱子一样。这样一来，柔和的海绵就可以把传播到它上面的声音给“吞掉”，只留很少一部分反射回去。所以，演播室和录音棚里才没有回声，这样声音才能更好地反射到观众的耳朵里。另外，布匹、树木、毛毯等柔软的物体，就可以像海绵一样把声音给吸收进去，“吃掉”声音！·
声音，你大胆地向前冲：与声速有关的故事
原始部落的“发报机”
即使空气传播声音的速度不是最快的，但是它也比人们跑着去传递信息快多了，所以声音也就变成了人们传信的好方法，甚至原始部落的人都会使用这种方法。
在尼日利亚腹地的伊巴达城，有一位不列颠博物馆考古学家曾经在杂志上撰文提起过一种传讯鼓，它可以不停地敲击，日夜不停地“咚咚”响。这种鼓是非洲、中美等地一些民族用来传达信息的方式，它利用声音信号进行传递，原始时期就有了这种特制的鼓，用上节说到的逐段逐人的方式进行阶段性传递，就可以短时间内将重要的信息传到四面八方。
考古学家记述了一个故事，有一天清晨，他听到一些黑人非常用力地敲鼓传递消息。他十分好奇，于是上前询问发生了什么，一个正在敲鼓的军士告诉他海上发生了沉船事故，有一艘白人的船只沉了，很多白人遇难。考古学家很是惊讶，只是敲鼓竟然能传递这么多的信息，他表示怀疑，不过也没有在意军士的话。
但是，三天之后，他收到了“卢西塔尼亚”号失事的消息，这封电报由于通讯线路中断而晚到，考古学家这才想起三天前黑人告诉他的信息是正确的，他很惊讶。因为在原始部落之间，他们都用着不同的语言进行交流，而当时部落之间还发生着战争，就是这样都没有妨碍他们用鼓声传送消息，使得住在这个部落每个地区的人们知晓。
用这样的方式进行信息的传递在古代有很多的例子，比如在第二次意阿战争初期，在阿比西亚（今埃塞俄比亚）首都，仅仅用几个小时就用传讯鼓的方式向全国颁布了动员令，这个国家的每个角落都能够知道这条消息。很多旅行家们都认为在电报被发明出来前，欧洲人发明的光讯器还不如非洲土著人制作的一些音讯器具性能优良。
还有一次在英国和布尔人的战争中，也有着类似的情况，布尔人是居住在南非的荷兰、法国和德国人移民后裔形成的混合民族，他们也会使用传讯鼓。在战争中，他们利用传讯鼓传递的信息比官方传递的战报快了好几天。
