声音是怎样产生的
故事里的大学问
1969年7月21日3时51分，登月舱在两名宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林的操纵下，在月球实现软着陆，这是人类首次登上月球。
这一天正好是星期天，地球上大约有5亿人通过电视转播同登月英雄一起分享了这一喜悦心情。他们看到航天员小心翼翼地在月表上行走，样子好像梦游者，蹒跚而行；随即，航天员又像袋鼠那样跳跃前进，动作敏捷得就像是只羚羊。不过，令人奇怪的是，在月球上的两名宇航员虽然近在咫尺，却只能靠无线电来通话。你知道这是为什么吗？
真相是这样的
地球上有声音，是因为振动着的物体把振动传给空气，空气再把振动传播开来，从而形成了声音。也就是说，声音产生必须有两个条件，一个是声源，一个是要有传播声音的介质，二者缺一不可。
月球上虽然可以产生振动，但月球上没有空气，振源的振动传不出去，所以，月球上是听不到声音的，那是一个十分寂静的世界。这就是为什么在月球上的两名宇航员即使近在咫尺，也必须靠无线电来通话的原因。
我们可以做这样一个实验：将一只闹钟放在有抽气设备的玻璃罩里，当罩内的空气没有被抽出时，我们能听见闹钟的嘀嗒声；当空气逐渐被抽出时，嘀嗒声会逐渐减弱；当空气十分稀薄时，嘀嗒声就听不见了。其实月球上的情况和抽掉空气的玻璃罩内的情况是相似的。
在闲暇时，很多人都喜欢通过吹口哨来消遣。那么，你知道口哨声是如何吹出来的吗？你知道口哨声为什么那么丰富多彩吗？
从口腔中吹出的气流冲出口腔时，在嘴唇的边缘形成涡旋，在嘴唇的反作用力推动下，产生了声音。有些声音回到气流的发源处，引起气流的不稳定，这种不稳定性产生更多顺着气流的涡旋。当涡旋到达唇边时，将产生更多的声音，整个过程反反复复。在口腔中，回到气流发源处的声音改变了气流的速度，形成了许多涡旋。当这些涡旋冲击我们特意改变的口形时，就会产生丰富多彩的口哨声。
古代士兵为什么枕着箭筒睡觉
故事里的大学问
你知道枕戈待旦的故事吗？这个成语说的是西晋人祖逖和刘琨，他们都是仗义好侠的志士。祖逖和刘琨不但文章写得好，而且都喜欢练武健身，年轻时就决心报效祖国。当时的晋朝已经是内忧外患，风雨飘摇了。祖逖和刘琨谈起国家局势，总是慷慨万分。
一天，祖逖和刘琨在谈论国事时，刘琨不知不觉睡着了，祖逖却久久不能入睡。“喔，喔，喔——”雄鸡叫了起来，祖逖一跃而起，叫醒了刘琨，一起练剑。从此，他俩每天清早听到头一声鸡鸣声，一定来到荒原上抖擞精神练剑。
一次，刘琨在给家人的信中写道：“在国家危难时刻，我经常‘枕戈待旦’，习武健身，立志报国，常担心落在祖逖后边，不想让他起在我前面！”
枕戈待旦就是枕着兵器睡觉等待天明的意思。在古代战争中，士兵在睡觉的时候会枕着箭筒。那么，你知道士兵为什么会枕着箭筒睡觉吗？
真相是这样的
士兵枕着箭筒睡觉当然不是因为舒服，这里面的原因还要从声音的传播和介质来考虑：
首先，从声音在不同介质中传播的速度来讲，声音在地里的传播速度比在空气中的传播速度要快得多。声音在空气中的传播速度约为340米每秒，而声音在固体中的传播速度超过1000米每秒。
其次，从箭筒上分析，古代的箭筒是用皮革制成，皮革干燥后很坚硬、结实，皮革做成的箭筒放在地上可起到了收集声波的作用。同一个声源在同一个地方发出声音，在距离声源适当的一个位置，枕在箭筒上听到的声音比从空气中听到的声音要大。
比如，在两间单独的房子，中间有堵墙，如果墙上没有门和窗户，我们在这一间房里，隔壁有人大声说话，我们很难听清楚。如果拿一个瓷缸子，将底部紧贴在两个房间共有的墙壁上，耳朵凑近缸子口就能听清隔壁讲话的声音。这说明瓷缸子起到了收集声波的作用，与士兵利用箭筒收集声波是一个道理哦！
现在你明白古代士兵枕着箭筒睡觉的原因了吧？因为声音传播的速度在大地中比在空气中快，而皮质箭筒可起到收集声波的作用，所以古代的士兵在行军打仗时，枕着箭筒睡觉，能听到从较远的距离传来的敌方部队行军时的声音，尽早发现敌情。
众所周知，声音通过介质传播，介质包括一切固体、液体、气体。声音在不同的介质中传播的速度是不同的。比如，声音在空气中传播的速度约为340米每秒，在软木中传播的速度约为500米每秒，在海水中传播的速度约为1531米每秒，在大理石中传播的速度约为3810米每秒。
也许你会感觉这很抽象，那你可以做一个实验，真实地感受声音在不同介质中传播的速度情况。取一根5米长的木头，你在木头的一端，让你的朋友在木头的另一端，让你的朋友用手指轻敲木头，以你刚刚听到为好。然后，再让你的朋友用同样的力度敲木头，你趴下来将耳朵贴近木头，这时你会发现，听到的声音响度要比从空气中听到的声音响度大很多。说明敲打固体产生的声音，在固体中传播的速度要比从空气中传播的速度快。
“跳跃”的声音
故事里的大学问
1921年5月9日，莫斯科近郊发生了一次大爆炸。奇怪的是，在半径70千米范围内，人们听到了隆隆的爆炸声，但是在半径70千米至160千米的范围内，人们却什么都没有听到，但从半径160千米以外一直到半径300千米的地方，人们又能听到隆隆的爆炸声。为什么声音会绕过中间这段区域呢？
真相是这样的
在回答上面这个问题之前，我们先来讲一个故事。据说有一位住在古寺附近的老人，虽然不识字，却有识别天气变化的本领，大家都感到奇怪。后来，老人把“预测风雨”的秘诀告诉了他的乡亲们，“远寺钟声清，不用问天公！”
其实，老人能预测天气与上面那个问题的答案是一样的，那就是声音在不同温度、不同密度的空气中传播发生了“拐弯”现象。物理学家们研究发现，声音在空气中爱挑温度低、密度大的道路走，当遇到温度高、密度小的空气，声音便会向上拐弯到温度低的空气中去。
如果在某一个区域，地面附近的气温变化比较复杂，这里的温度高，那里的温度低，声音经过这一区域时，就会一会儿拐到高空，一会儿又往下拐，从而形成了声音在传播过程中的“跳跃”现象。这就是爆炸声为什么会绕过中间区域的原因。
00在我国很多城市标志性建筑物楼顶都会耸立一座塔钟，住在远郊的居民听到的钟声有时清晰，有时模糊，有时正点响起，有时又会“迟到”，这也是声音“跳跃”的原因。因为声音喜欢走气温低、密度大的道路。
预测天气的老人正是总结出了这样的规律，才能够准确预测天气。如平日里听不见或者听不清钟声，某一天突然听得很清楚，就说明天要下雨了。因为空气的湿度大，湿空气比干空气的密度大，使声音更容易传播。
大家都知道声音在空气中的传播速度是340米每秒，不过，这只是一个大概的数字，因为这是在1个标准大气压和15℃的条件下得出的结果。在前面我们讲了声音的传播会受空气的温度、密度的影响，实际上，声音在空气中的传播速度会受很多因素的影响，如空气成分。
众所周知，空气并不是纯净物，而是由多种成分混合而成的，它含有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气、稀有气体等多种成分。这几种含量最大的物质和空气的平均密度相比较，从大到小依次是：二氧化碳密度>；氧气密度>；空气平均密度>；水蒸气密度>；氮气密度。所以，如果哪个地方的二氧化碳或者氧气含量高，声音的传播速度就会比较快，如果哪个地方的氮气含量高，声音的传播速度就会慢一点。
子弹与声音赛跑
故事里的大学问
儒勒·凡尔纳是19世纪法国著名作家，被誉为“现代科学幻想小说之父”。在他的作品中，他的炮弹向月球飞去的时候，有一件事情让炮弹里的乘客感到莫名其妙，就是他们没听到这门大炮把他们从炮口里射出时的声音。炮声应该很响，可乘客为什么会没听到呢？你能解释这一现象吗？
真相是这样的
虽然儒勒·凡尔纳的作品是想象出来的，人不可能坐着炮弹飞向月球，不过，可以肯定的是，坐在炮弹里的人们是听不到炮弹从炮口里射出时的声音的。现在我们不谈那幻想的炮弹，而谈真正的枪炮的子弹。是子弹运动的速度比声音的速度快，还是声音的速度比子弹运动的速度更快呢？
可能不少人会说，那还用问，当然是子弹运动的速度快了。子弹射出枪口的速度是每秒900米，声音在常温下的空气中传播的速度是每秒340米，子弹的速度是声音速度的2倍多，因此肯定是子弹跑得快。
真的是这样吗？这并不一定，因为子弹在飞行过程中，会不断地跟空气发生摩擦，从而使速度越来越慢。但声音在空气中的速度，在一段不太长的路程里，是很少变化的。那么，到底谁更快一些呢？这需要分阶段来考虑：
在第一个阶段，从子弹离开枪口到600米内的距离，子弹飞行的平均速度约是450米每秒，比声音的速度快得多。这就是坐在炮弹里的人们听不到炮弹从炮口里射出时的声音的原因。
在第二个阶段，在600米到900米的距离里，因空气的阻力使子弹的速度逐渐减慢，声音最终逐渐赶上了它，子弹与声音几乎肩并肩地到达900米的地方。
在第三个阶段，900米以后，子弹愈跑愈慢，声音就超过了它。到了1200米的时候，子弹就跑不动了，声音就远远地跑在前面了。
所以说，要说子弹与声音谁跑得快，子弹只能获得900米以内的冠军，而最后的冠军却属于声音。
你一定听说过超音速飞机吧？那么，你知道什么是超音速吗？
音速也叫声速，是介质中微弱压强扰动的传播速度，其大小因介质的性质和状态而异。空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340米每秒。
超音速是指速度比340米每秒大的状态，小于340米每秒的速度称作亚音速，等于340米每秒的速度为穿音速。声音的速度会因为气温的不同或气压的不同而有所不同。
囚犯之死
故事里的大学问
你知道噪声会给我们的生活带来哪些危害吗？
在第二次世界大战期间，某些国家会用噪声来折磨战俘，他们用高音喇叭对准敌国间谍，当声响让人无法忍受时，受刑者会出现心情烦躁、思索困难、心痛等现象，借此机会，审讯者就可以套出一些情报。
当声响超过130分贝时，受刑者会大汗淋漓，全身抽筋，大声呼叫，甚至有些人会不堪忍受撞墙自杀，或者耳膜破裂而昏死。许多俘虏在接受此刑罚后说：宁可被枪杀他也不愿再受一次“噪声刑”。
其实，在我国的古代也有一种“钟下刑”，就是让犯人站在大钟下，然后猛敲大钟，用噪声杀死囚犯。
大家都喜欢听音乐，音乐能让我们心情舒畅，缓解压力。为什么同样是声音，噪声与乐声会给我们带来如此截然不同的感受呢？
真相是这样的
回答上面的问题，就要从乐声与噪声的区别说起。乐音是发声体做规则振动，噪声的声源做的则是无规则振动。同样是弹琴，会弹的人弹出来的是悦耳的声音，因为此时琴做的是有规则的振动；不会弹的人，乱弹一气，那发出的就是噪声了，因为此时琴做的是无规则的振动。
此外，噪声有高强度与低强度之分，低强度的噪声通常不会对人体健康造成损害，而且在许多情况下还有助于提高工作效率，但是高强度的噪声不仅损害听觉，还会对神经系统、心血管系统、内分泌系统、消化系统以及视觉、智力等产生不同程度的影响。
如果长期在95分贝的噪声环境里工作和生活，约有29%的人会丧失听力；即使噪声只有85分贝，也有10%的人会发生耳聋；120～130分贝的噪声能使人感到耳内疼痛；更强的噪声会使听觉器官受到损害。现在我们就能够明白那些囚犯为什么会被噪声折磨致死了。
既然噪声会给我们的健康造成如此大的影响，那么，我们应该将噪声控制在怎样的范围，才不会影响身心健康呢？
中国著名声学家马大猷教授总结和研究了国内外现有各类噪音的危害和标准后，提出了三条建议：
1.为了保护听力和身体健康，噪声的允许值在75～90分贝。
2.为保障交谈和通信联络，环境噪声的允许值在45～60分贝。
3.睡眠时间建议噪声应在35～50分贝。
