声音的传播
- 声波是纵波
- 它们通过分子振动和撞击邻近的分子来传递能量
- 的更多的分子出现在快波可以传递能量,因此:
- 声波传播最快在固体
- 声波传播最慢的在气体
- 当声波从一种介质传播到另一种介质时,它会发生变化:
- 波速度
- 频率
- 波长
- 波速、波长和频率之间的关系可以用波动方程
- 这种速度的变化也会导致声波方向的改变
- 这种现象也被称为折射
声音的折射
- 当声音从密度较大的介质传到密度较小的介质时:
- 的波长声波的声音增加
- 声波的频率保持不变
- 的速度声波的声音增加
- 当声音从密度较小的介质传到密度较大的介质时:
- 的波长声波的声音减少
- 声波的频率保持不变
- 的速度声波的声音减少
工作的例子
一个孩子白天隔着空旷的田野向朋友大喊,晚上又喊了一遍。他们发现他们的朋友在晚上听得更清楚,因为声音在晚上传播得更远。解释为什么声音在夜间比在白天传播得更远。
第一步:辨别白天和晚上的不同情况
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- 白天,靠近地面的地方比较暖和,而在大气中比较凉爽
- 在晚上,接近地面的温度较低,而大气中的温度较高
第二步:考虑声波在两个空气温度之间传播的影响
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- 声波在热空气中传播得更快,在冷空气中传播得更慢
- 这种温度的变化会导致声波发生折射
第三步:解释海浪在白天和晚上的运动
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- 在白天,声波会在温暖的空气中传播得更快,当声波变慢时,声波会折射向天空
- 在晚上,声波在凉爽的空气中传播速度会变慢,并在声波加速时折射到地面
第四步:将解释与问题联系起来
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- 声音在夜间传播得更远,因为当它从密度较大的介质(冷空气)移动到密度较小的介质(暖空气)时,速度会增加。