众所周知,人耳听到的声音实际上是由物体的一系列振动引起的。这些振动使空气颗粒交替形成压缩区和稀疏区,从而形成声波现象。这些声波从声源传播到四面八方,就像我们向池塘扔一块石头时看到的一样:水的波纹从石头的落点迅速扩散到四周。如果池塘是无限的,那么理论上,波纹将无休止地扩散到四周。但事实上,由于水波在扩散过程中消耗能量,波动的强度(或体积)会减弱,直到水波完全消失。
事实上,所有传播声音的媒介颗粒本身并没有与声波一起扩散到周围,它们只是在原地振动,并通过它们之间的弹性交联将能量传播到周围。唯一不传输声波的媒介是真空。因为没有振动的物质颗粒。换句话说,人类在真空环境中听不到任何声音。中学物理老师的声音传播实验证明了这一点:一个双铃马蹄形手表覆盖着玻璃盖在盖子里。随着玻璃盖中的空气逐渐被抽出,虽然马蹄形手表的铃锤继续敲击铃铛,但声音已经变弱,直到沉默。
当然,液体和固体物质也能传播声音。虽然这些物质不像气体那么有弹性。但事实上,它们对声波的阻力相对较小。换句话说,声音在大多数液体或固体物质中传播得比气体物质快。当我还是个孩子的时候,淘气的男孩躺在轨道上,试图从声音中知道远处的火车是否即将到来,这确实有一些科学原因。