什么是声—无所不在的声波:声音是怎样传播的(7)
- 音频杂谈
- 2014-11-08
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声能绕过障碍物吗——声的衍射和散射(续)
爬行波声波在障碍物边上会拐弯,这还不算奇怪。在声遇到球形或柱形障碍物时,或者在固体中遇到球形或柱形空腔时,声波不但会拐弯,还会贴着障碍物或空腔“爬”一圈到几圈。用一块玻璃,中间钻一个柱形孔,把声波射向圆孔,用一个叫做“光弹”的方法显示声场,就可以看见声波怎样贴着圆柱腔爬行的。
所以声波遇到障碍物的问题是个极为复杂的问题,在障碍物比波长大得多的情况比较简单,也好分析。障碍物比波长小得多的情况也相对简单。不幸的是我们经常遇到的是障碍物比波长大几倍,和波长相当或比波长小几倍的情况,分析起来极为困难。
天为什么是蓝的—瑞利散射很早就有人问,为什么天是蓝的?这个问题是声学大师瑞利勋爵解决的。他分析了光在极细小的颗粒上的散射,得出结论,散射的强度与频率的四次方成正比。白色的光照射在这些小颗粒上,散射最强的是波长最短的光,就是蓝光,其他光的散射都很弱,所以天空是蓝色的。而微小的颗粒对声波的散射也是一样,即与声波的频率的四次方成正比。低频率声波在这种微小颗粒上散射极小,只有高频能有比较大的散射,这种障碍物比波长小得多的时候的散射,强度与频率四次方成正比,通常也就叫瑞利散射。