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1、声音传播的速度与弹性介质的种类和状况关系极大,通常说的声速每秒340米,其传播介质是15的标准空气。事实上,我们身边的空气是不可能“标准”的,它的状况与各种气象要素的组合(也就是天气的状况)密不可分。 研究表明,声音的传播速度与温度是成正比的,在近地层中,当气温随高度增加而降低时,声音的传播速度随高度增加而减小,声音的射线就会向上弯曲(俗称“声音起飞了”);反之,当气温随高度增加而升高,声音的传播速度就会随高度增加而增加,声波射线呈向下弯曲状,给人的听觉就是“声音在下沉”。 在阴雨天气的白天,空气温度相对较低,越靠近地面,空气温度越高,声音的射线向空中弯曲,因而地面上的人就不容易听到远处的声音
2、。在天气晴朗时的傍晚,太阳落山以后,地面热量开始向空中辐射,使得在一定范围内,空气温度随着高度增高而上升,声音射线向下方弯曲,声能多半沿地面传播,能量损失小,人耳便容易听到声音,我国民间总结出的“火车叫得响,天气准是好”,便和这一规律不谋而合。基层气象工作者还把夏日傍晚的雷声大小,作为天气预报的辅助指标。 夏秋季节的中午,下垫面受热升温,裸地最高温度可达60以上,水泥、柏油路面的温度更高,相比之下,空气温度就显得较低(气温一般是不会超过40的)。所以在夏季的中午,四周环境显得非常静谧,是午休的好时机。而到了消暑纳凉的夜晚,地面早已冷却,空气温度降幅较小,声波向下弯射,所以四周声音听得较清晰,尤
3、其在下垫面多为泥土的乡村,传声效果更为明朗温度越高,速度越快我们现在采用的340m/s 是常温,即25摄氏度时的传播速度摄氏度时,V0 = 331.45m/st摄氏度时,V = V0*(1 + t/273.15)的二分之一次方 = 331.45*(1 + t/273.15)的二分之一次方一般在常温或者低温下,空气可以看成理想气体,声波在理想气体中的传播可认为是绝热过程,由热力学理论可以导出其速度为rRTk/ 式中 R摩尔气体常数(R=8.314J/molK); r比热容之比(气体定压比热容与定容比热容之比); 分子量; Tk气体的开氏温度。考虑到开氏温度与摄氏温度的换算关系Tk=T0+t,有rRT0+t/