ALevel物理知識點—聲速內(nèi)容指導(dǎo)

 

　　音速，是介質(zhì)中微弱壓強擾動的傳播速度，其大小因媒質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)而異?？諝庵械囊羲僭?個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和15℃的條件下約為340m/s。很多同學(xué)們在ALevel物理知識點學(xué)習(xí)時，往往會對這部分內(nèi)容有所疑惑，下面A加未來小編就帶大家一起來詳細(xì)解析一下這個考點，希望對大家有所幫助。

 

ALevel物理知識點

 

　　有這么一則笑話：

 

　　兩位老太太頭一回坐飛機，聽說飛機的速度比聲速還快，于是她們找到了機長，懇切地說：“機長，請開飛機的速度不要超過聲速，因為我們在機上還要談話。”

 

　　大家都知道在飛機上說話是一定能聽的到的，無論我們和鄰座之間的交談還是乘務(wù)員和我們說話，聲音并沒有因為飛機的速度很大而受到影響。

 

　　你有沒有思考過，這是為什么呢？

 

　　在回答這個問題之前，首先我們來科普一下：

 

　　一般的客機速度大約是500-800km/h，也就是140-230m/s

 

　　聲速（sound speed）是340m/s

 

　　飛機的這個速度還沒有超過聲速，所以我們說話是一定聽得到的。

 

　　但僅僅只是這樣么？

 

　　140/340≈40%，這是一個很大的比例了，可是坐過飛機的同學(xué)應(yīng)該都有感受，在飛機上說話和在地面上交談似乎并沒有太大的影響。

 

　　所以，飛機的速度對機艙內(nèi)聲音的傳播似乎并沒有影響。

 

　　其實，這就涉及到相對速度（relative velocity）和絕對速度（absolute velocity）之間的概念了。

 

　　Relative velocity is the velocity of one object measured relative to another.

 

　　相對速度是一個物體相對于另一個物體的速度。

 

　　物理里面的速度定義需要一個參照系，假如我們把G物體假定為不動，A物體離G位移的變化率，就是A相對于G的速度，即相對速度。

 

　　Absolute velocity can be defined as the common uniform linear velocity of the various components of a physical system，relative to absolute space.

 

　　絕對速度可以定義為一個物理系統(tǒng)中相對于絕對空間的各組成部分的共同均勻線性速度。

 

　　聽起來有點復(fù)雜，其實就是當(dāng)研究物理運動的時候，會把一個比較大的參考系當(dāng)成是靜止不動的，相對于這個大的參考系的速度就是絕對速度。

 

　　我們再次回到剛才的故事中，在飛機上，兩位老太太，還有機艙內(nèi)的空氣，都隨著飛機以飛機的速度在運行，他們之間的相對速度幾乎是零。加之聲音是由物體振動產(chǎn)生、由媒介（通常是空氣）傳播的。所以，即使飛機速度很大，對于兩個同在機艙內(nèi)的人來說，發(fā)出聲音的人的聲帶和傳播聲音的空氣還有接收聲音的另一個人的耳朵，這三者相對靜止，對聲音的傳播完全沒有影響。也就是說，即使飛機的速度再大，兩個在機艙內(nèi)的人也在是可以正常交談的。

 

　　那么，如果兩個人站在超音速飛機（飛行速度大于聲速）的外部，這種情況下，站在前面的人說話后面的人能聽到，后面的人說話前面的人聽不到，你知道這是為什么嗎？

 

　　當(dāng)兩個人站在超音速飛機艙外時，相對于地球表面，兩人的速度是飛機的速度（大于聲速）而媒介（兩人之間的空氣）是近乎靜止的，所以聲源（說話者）接收器（聽者）和媒介（空氣）之間的相對速度是大于聲速的。

 

　　在這種情況下，當(dāng)后面的人說話時，聲波通過空氣以340m/s的速度向前傳播，而空氣本身以更大的速度向后傳播，所以振動效果無法傳向前方，前方的人無法聽到。反之，前一個人說話時，振動效果可以沿著空氣向后傳播，所以后面的人可以聽到前面的人講話。

 

　　這里需要強調(diào)一點，正常情況下，人們是無法站在高速飛行的飛機外部的，這里只是為了方便同學(xué)們更好的理解。

 

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