1
趣味物理学
1.12.2 10.2 声音测量尺
10.2 声音测量尺

通过声音在空气中的传播速度,我们可以直接测量远处物体的距离,而不必靠近物体。儒勒·凡尔纳在他的小说《地心游记》曾精彩地描写过这一测量方法。在地心旅行,两位地心旅行家教授和他的侄子走散了。他们四处寻找对方,后来幸亏听到了对方的说话声,才正确判断彼此的位置,又走到一起。在这一过程中,他俩之间有一段精彩的对话(注意故事是以侄子的口吻叙述的),我们来看一看:

我开始大声喊:“叔叔!”

“孩子,出了什么事?”没过多久,我就听到了叔叔的回答。

“我想知道你离我多远?”

“哦,这很容易!”

“你的表还准吧?”

“嗯,很准确。”

“那好,你把它拿在手里,一边喊你的名字,一边同时记下秒针的读数。我一听到你的名字,就会立即重复喊一声你的名字,你听到我的声音后要立即记下秒针读数。”

“嗯,明白了。我听到你的喊声与我发出的喊声之间的时间的一半,就是你我之间声音的传播时间。你那边准备好了吗?”

“准备好了。”

“请注意!我要喊你的名字了!”

我将耳朵紧贴着墙壁,喊了一声自己的名字,并立即记下秒针指数。一听到“雅克谢提[1]”传来,我就记下读数。

我喊道,“总共花了40秒。”

随后,我听到叔叔说:“声音从你那里传到花了20秒。声音的速度每秒钟340米[2],那就是我们之间相距7千米左右。”

如果你能完全明白这段话的内容,那么对于同一类问题,你就能轻而易举地解答了。

此刻,我看到远处的火车开始在吐白烟,一秒半后,我就听到了响声如雷的汽笛声。很快,我就算出了火车离我多远。想必,此时你也会算吧。