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冰冻的湖上发出怪异声响

时间:2015-02-21 07:18:00 编辑:超人

今日,一位自称是“专业Youtube用户”的网民上传了一段视频,视频内容是他拍摄到了当石头划过冰冻住的湖面时发出了奇怪的声响。这种现象对于冬天们在湖边玩耍的孩子来说已经习以为常,但是对于该用户——科里•威廉姆斯来说,这些奇怪的声响真的让他感到很惊讶。

威廉姆斯告诉当时的拍摄者——他的女友:“这是我听过的最酷炫的声音啦!”威廉姆斯之前一直居住在阿拉斯加,直到今年8月份才搬到Anchorage市居住。他想拍下这一个奇怪的现象来展示一下自己现在和之前的居住环境以及文化是有多么大的差异。

虽然阿拉斯加的冬天所带来的惊奇对于威廉姆斯来说很新鲜,但是碎玉声学专家马克•汉密尔顿而言,这种现象只是一种极其典型的声学问题而已。(可以看一下这个视频——来自海底的6种神秘声音)汉密尔顿博士是奥斯汀德克萨斯大学的声学教授,他说:“我来自马萨诸塞州,在那里,冬天我经常能见到这种现象。我还每年都用这个现象给学生们介绍我们的声学课程。”

汉密尔顿向生活科学栏目解释道:“当你距离冰面很近扔石头的时候,你能听到的是只有冰面碎裂的声音。但是你从很远的距离扔时,你会听到声音的声调变高,而且随着石头变远声调就变得越低,听起来就像是你从右向左弹钢琴的声音。这是因为整个冰冻住的湖面就像是一个振动板。当石头击中湖面时,冰面上就会形成一个弯曲状的声波(也叫弯曲波)。这种弯曲声波以超音速在空气中穿梭,从发声点慢慢向上(远离发声点的方向)传播,并不断地向空气中辐射声波。(弯曲波的样子于往池塘中扔石头产生的一圈圈的波纹样子相似)”

汉密尔顿补充道:“由于短声波比长声波传播的要快,而且音高越高或者频率越高,声音就越容易先被你听到。不过如果我们距离发生点太近,就听不到这个声音。想让高频率的声音与低频率的声音分离开,就需要我们距离发声点有足够远的距离才可以。”

与这种现象相似的分散效应也发生在金属物质上。虽然像湖面那样大的金属板很罕见,不过长长的电线,比如弹簧线圈,都可以发生类似的现象。有时物理学可以帮助我们更好解释湖上冰面的奇怪声响和科幻电影里的特效声音之间有何相似性。比如说,在《星球大战中》耀眼的激光爆炸特效就是一种光的分散现象。这种特效曾经在20世纪80年代的一部电视纪录片里展示过:当我们用锤子砸向天线塔时,就可以发出同样炫目的激光。

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