在大家的意識(shí)中，聲音可能是我們聽(tīng)到的一種“東西”。但通過(guò)物理學(xué)習(xí)我們可以知道，聲音是一種波，聲波正是振動(dòng)在物質(zhì)中傳播的形式。波長(zhǎng)越短，音高越高。而我們所說(shuō)的聲音的音量就取決于壓力波的振幅。

　　波在向一個(gè)方向移動(dòng)，同時(shí)每個(gè)獨(dú)立的粒子也都在來(lái)回移動(dòng)，聲音是一種在正常壓強(qiáng)周?chē)舷虏▌?dòng)的壓力波，而不是彎曲的蛇形波。（圖片來(lái)源：英國(guó)南安普頓大學(xué)噪聲與振動(dòng)研究所）

　　高低音的音量相同時(shí)，較大的聲音在高低壓之間的振蕩更加劇烈，即更大的聲音比安靜的聲音的有著更高的高壓和更低的低壓。對(duì)于地球表面空氣中的聲音，高低壓的平均值就是我們正常的大氣壓——稱作1個(gè)大氣壓。所以，聲波可能由一個(gè)1.0001的高壓分量和0.9999的低壓分量組成，比之更高的聲音可能是由1.01的高壓和0.99的低壓組成——雖然在這兩種情況下，其平均值都是1個(gè)大氣壓。

　　我們經(jīng)常使用“分貝”作為單位來(lái)測(cè)量音量。它是量度兩個(gè)相同單位之?dāng)?shù)量比例的計(jì)量單位，不僅僅可以用來(lái)做音量單位，還能用于表示功率量之比和場(chǎng)量之比。

　　音量極小值非常小。最微弱的聲音比任何人類(lèi)能夠聽(tīng)到的聲音都要輕，甚至比我們最好的儀器能夠檢測(cè)的最小值還要小。但是，根據(jù)你所處的位置，聲音也有其最大值。這種情況的原因主要是由于聲音本身不是物質(zhì)，它是通過(guò)媒介傳播的壓力波。音量受限于其最低壓只能到零壓，零壓就是我們常提到的真空。由于低壓不能再低，因此在給定的條件下，聲波的最大振幅取決于其聲音的最大值。

　　根據(jù)定義，人耳可檢測(cè)到的絕對(duì)最微弱的聲音是0dB，我們稱之為“聽(tīng)覺(jué)閾值”?？茖W(xué)家們一直在致力于研究遠(yuǎn)低于負(fù)分貝的聲音，他們?cè)诘厍蛏先嗽斓沫h(huán)境中可以檢測(cè)出-9.4dB的聲音，環(huán)境安靜到可以聽(tīng)到人體血液流經(jīng)你大腦的聲音，當(dāng)然，我們只能聽(tīng)到正分貝的聲音。

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)，地球上可能存在的最大的聲音是194dB，這是指正常情況下地球上不存在超過(guò)這個(gè)音量的聲音。但在特定情況下也可能出現(xiàn)超過(guò)194dB的聲音。當(dāng)能量足夠大時(shí)，其將超越194dB的限制，雖然其最低壓已經(jīng)到達(dá)了絕對(duì)真空的零壓，但其高壓會(huì)讓聲音超過(guò)194dB。在194dB時(shí)，波的峰值在正常壓的兩倍和真空之間交替出現(xiàn)——但是一旦達(dá)到195dB，能量不能在空氣中傳播并將空氣向外推開(kāi)而在中心區(qū)域形成真空。廣島和長(zhǎng)崎爆炸的聲波強(qiáng)度超過(guò)了200dB。

　　在海洋、在陸地或者其他行星上也可能有比194dB更高的聲音。比如說(shuō)，我們太陽(yáng)系中某處有著比地球中更加致密的大氣，其允許更高的壓力波振幅，還有更加令人難以置信的強(qiáng)風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)暴，那里有很多的機(jī)會(huì)制造更大的聲音。

　　我們?cè)谥袑W(xué)課本中學(xué)到過(guò)，聲音不能在真空中傳播。所以太空中基本都是安靜的。因?yàn)槁曇羰俏镔|(zhì)產(chǎn)生的壓力波，如果沒(méi)有物質(zhì)的話，就沒(méi)有聲音。雖然其可能會(huì)有巨大的熱量、輻射以及力，但是對(duì)于近距離觀察的人類(lèi)來(lái)說(shuō)，所有的一切都是死寂的。

　　如果，假設(shè)宇宙中充滿了空氣，所有的物體都會(huì)發(fā)出聲音，這意味著在地球上，無(wú)論什么時(shí)候，無(wú)論在哪里，我們都會(huì)聽(tīng)到100dB的聲音。所以說(shuō)，聲音不在真空中傳播是一件非常幸運(yùn)的事情。



關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào)，在對(duì)話框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】，了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書(shū)籍】，了解最新科普書(shū)籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥(niǎo)知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀鳥(niǎo)相關(guān)科普知識(shí)