崔胜春
节日里同学们吹气球的时候,由于用力太大,一不小心。有的气球会突然被吹破。发出“嘭”的响声。这个响声是气球的橡皮膜振动产生的。还是气球周围空气振动产生的呢?
拿一个气球来吹,如图1。随着气球的不断膨大,气球内部的气体越来越多,气球内气体对气球的橡皮膜的压力越来越大。当气球的橡皮膜无法承受内部气体的压力时。气球内气体就会瞬间冲破橡皮膜,体积迅速膨胀。引起周围空气急速振动而产生响声。所以我们听到的“嘭”的响声是气球周围空气振动产生的。这些振动以空气为介质传人人的耳朵。我们便听到了气球破裂的声音。由此可知。空气的振动可以发声。
自然界中有很多此类发声现象。雷鸣就是其中的一种。如图2,发生闪电时。闪电通路中的空气突然剧烈增热。空气的温度高达20000℃。因而造成空气急剧膨胀。使得通道附近的气压增至100标准大气压以上。闪电过后,闪电通道内的空气又迅速冷却,空气很快收缩。压强骤降。这一骤胀骤缩发生在千分之几秒的短暂时间内。所以在闪电爆发的一刹那间。会产生冲击波。冲击波以5000m/s的速度向四面八方传播。在传播过程中。它的能量很快衰减,而波长会逐渐变长,在闪电发生后的0.1s~0.3s。冲击波就演变成声波。这就是我们听见的雷声。所以雷声是空气振动产生的。
“日照香炉生紫烟。遥看瀑布挂前川。飞流直下三千尺。疑是银河落九天。”从崖壁上飞流而下的瀑布,总是能发出巨大的声响。这些声响是怎样产生的呢?当瀑布从高处急剧下落时,表面的水会翻滚碰撞,振动发声;而里面的水疾速冲刷石块。在水中形成无数细小的气泡。这些气泡形成后又迅速破裂。产生巨大的声响:另外。水打在悬崖下的石块和水面上,也会引起空气和水的剧烈振动,这样,声响就更加巨大了。巨大的声响使诗人有感而发。写出了脍炙人口的诗句来形容这种宏伟壮观的场面。
总之,无论在自然界还是生活当中。存在很多空气振动发声的现象,比如,笛子的演奏声,开启饮料瓶时“砰”的声音,向暖水瓶中倒水时产生的声音等。我们只要仔细观察、分析、比较、推理,就会发现其中的奥秘。
责任编辑 林洋