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   第729节 (第8/9页)

的武器就是大地震,地震波中的纵波作用时,人和房屋左右抖动,房屋通常是上下结构承受力强,而侧向承受力弱。这种情况下房屋很容易倒塌。当地震波抵达时,如果烟囱的高度刚好是地震纵波波长的一半,则很容易半腰折断,为什么?

    ??7.登山时,遇到很宽广的山峰侧壁,可以大吼听回音(雪山严禁,可能引起雪崩。汉尼拔远征,在阿尔卑斯山损失大量步兵和战象)。建筑的墙壁和回廊也有类似效果。在特定的建筑里,可以听到远处人的说话,俗称回音壁(中国古代寺庙大量存在。奥匈帝国女王特雷西亚的宫殿里,存在这样的窃听结构)。足球比赛时,节目录制组也有类似的接收远处声音的装置,很像卫星天线的锅盖。

    ??空气密度很低,分子稀疏,间距很大。但也可以传播机械波。通常我们称空气中的机械波为声波,以我们的机械波接收器耳朵为基准。但固体、液体中的也都可以称为声波。可以通过一些设备,接收液体和固体中的机械波,并转入空气中,让我们的接收器可以工作。

    ??波传播路径中,物体的振动逐渐减弱。减弱有两种方式:1.自然减弱,比如水表面波的传播,随着距离增加,波的起伏变低。因为能量越来越分散。2.损耗,在传播中,很多物质弹性较差,传递扰动的能力很低,能量多数都转换为热量。

    ??多个扰动源产生的波,在传播途中相遇,则每个波都发挥各自的扰动能力。如果扰动刚好同方向,则扰动总和累加,导致此处物体振动大幅度增加。如果扰动刚好反方向,则扰动总和抵消,此处物体振动幅度减小。这种现象称为波的干涉。

    ??思考:

    ??1.二次世界大战中,大西洋中的潜水艇作用巨大。水面舰船探测潜水艇就需要使用声纳。声纳就是大喇叭,在水里面发射声音。声波碰到潜水艇就反射回去,接收装置检测回波,判断是否存在大型移动对象。潜水艇通常是被动接受声音,一般是发动机噪声或螺旋桨噪声,根据声音的特征来判断是否为攻击目标。上世纪八十年代初发生东芝事件,就是潜水艇螺旋桨噪声引发的。

    ??2.石子丢入水中,表面形成波是和在水中传播的声波不同,扰动源发起后,水被排开,由于水不可压缩,所以水被挤的高出水面,形成波峰。对于某个水柱,当水柱升高时,水柱变窄,水柱下降时,水柱变宽。当水表面浪的高度上升时,势能增加,则下降后的动能也增加,对前进方向水的冲击力增加,也就意味着表面波的速度增加。也就是说表面波的速度由水波纹的高度决定。当水的深度远大于波长时,水面升高变成波峰,体积增加,所增加的水是由波谷部分补充过来的。此时水不仅是上下运动,还存在传播方向上的前后运动。此时水面某点的整体运动就在传播方向上做圆周运动。当此点在圆周的顶点时,水面处于波峰状态,当此点在圆周底点时,水面处于波谷状态。此时波速取决于波长或圆周运动的速度,波长越长,圆周运动越慢,波速越快。当水较深时,表面波对深水完全没有影响。在水下拍摄的记录影视中可以看到,海面巨浪滔天,水下波澜不惊。

    ??3.而声音在空气或水中传播时,都是纵波,没有横波。横波仅在固体中存在,固体的结构紧密,横向的振动因材料的连续性得以持续。纵波在流体中传播时,流体的压强在某个值附近变动,相当于这些流体在压缩和膨胀状态之间来回变动。这种状态只能在压缩或膨胀的方向上延续,所以流体中横波无法存在。同样频率的声波,在空气、水、固体中速度不同,因为这些物质压缩弹性不同。同时因流体的特点,压强、温度不同,波速也不同。当中流体中声明波速时,都必须说明对应的压强和温度。海平面0c时,空气音速是331m/s。水中的音速大约是空气中的4.3倍。钢铁中的音速大约是空气中的15倍。

    ??4.现代城市的污染很多,房屋修建和装修时就要考虑噪声污染的消除。1.吸收:噪声源在室内,无法直接消除噪声源时,室内墙壁的涂料就可以选用声波转换热量效率高的材料,起到吸音效果,这样噪声中室内很快就衰减下去。如果是音乐厅,需要回音效果时,部分墙壁的涂料就要必须是声音反射率高,不能吸收声音。2.隔离:噪声源在室外时,采用双层玻璃窗户,声音经过透过双层玻璃的能量很少,隔音效果好。当然一层玻璃效果也很明显,只要窗户的密闭性好。3.降低源强度:直接对噪声源进行处理,降低噪声源(扰动源)的能量强度,降低其功率,典型的应用就是摩托车消音排气管、消声武器。发动机的高压热气直接进入大气,在气管的出口,能量瞬间释放,功率很大,造成很大的噪声。摩托车消音管是较原发动机排气管粗的气管,发动机高压热气进入后,空间突然变大,此刻产生的声音约束在消音管内,被消音管内其他结构吸收降低。进入消音管的高压热气此时压力降低,温度降低,离开消音管进
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