怪罗科普|突破声音极限会怎样?已知最大声音传播4800公里,来自一场火山爆发


怪罗科普|突破声音极限会怎样?已知最大声音传播4800公里,来自一场火山爆发
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在武侠片里 , 我们经常会看到“狮吼功”这样的独门绝技 , 它通过声音伤人 。
我们知道声音通过振动传播 , 当它过大的时 , 我们的耳膜 , 甚至是心脏都会有明显的不适感 。
在某些视频里也经常可以看到有些音乐家可以通过声音震碎玻璃 , 但是这些好像不能和狮吼功相提并论 , 也没有到一招制敌的地步 。

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不过 , 我们见识的声音 , 只是声音的皮毛而已 , 有些声音不仅能像狮吼功一样制敌 , 还能摧毁一切!
喀拉喀托火山爆发
1883年喀拉喀托火山爆发时 , 它以每秒将近1公里的速度摧毁了一座岛屿 , 碎片被抛向28公里外的空中 , 至少有36417人死于这次火山喷发及其引发的海啸 。

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这是有记录以来最致命、最具破坏性的火山事件之一 。 它最让人印象深刻的还不是破坏力 , 而是它的声音 , 这次事件所发出的声音是我们现在所知道的、有史以来最大的声音 。
据说它使远在64公里外巽他海峡作业的水手们的耳膜破裂;即使在160公里之外 , 音量也达到了170分贝 , 这个音量足以对听到声音的人造成持久的伤害 。
实际上最大的声音不能超过194分贝 , 这个声音的源头 , 也就是火山爆发 , 其实已经超出了我们所说的“声音”的极限了 。

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音量单位分贝
我们所知道的分贝(dB)是音量的单位 , 度量声音的大小 , 它是以亚历山大·格雷厄姆·贝尔(AlexanderGrahamBell)的名字命名的 , 这位老爷子就是发明电话的那位 。
从他的名字中你根本看不到“分贝”的字眼 , 为什么说是以他的名字命名呢?
这是因为1贝尔(bel)太大了 , 根本无法精确计算 , 所以很多时候把它除以10来计量声音大小 , 这就是我们现在所熟知的分贝(decibel) 。
1分贝到底有多大呢?我们可以通过几个生活中的常见声音来简单了解一下!

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你可能听不太到自己的呼吸声 , 这差不多是10分贝;当有人要很小声地说话时 , 比如彼此听得到的那种 , 这差不多是20分贝 , 正常的对话差不多达到60分贝;比较大的声音 , 你听起来很难受的时候 , 比如电钻 , 它达到了95分贝 。
目前 , 人类的发出声音的吉尼斯世界纪录是129分贝 , 这项记录由吉尔·德雷克(JillDrake)在2000年创下 , 至今无人能打破 。
但是这个声音和武侠片里的狮吼功还是差得远了 , 不过声音真的可以像狮吼功一样具有绝对的破坏力 。

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为什么声音极限是194分贝?
【怪罗科普|突破声音极限会怎样?已知最大声音传播4800公里,来自一场火山爆发】所有的声音都是分子间相互撞击 , 形成一条从声源延伸到耳膜的无形链接的结果 。
比如当你打响指时 , 周围的空气分子就会受到干扰 。 然后它们会撞上邻近的分子 , 这些分子会把这种波动传递给它们最近的分子 。
以此类推 , 直到声音传到你的耳膜 , 耳膜再把信息传递给你的大脑 。
所以 , 虽然每个分子只移动了很短的距离 , 但存在一股能量波 , 使其从声音的源头一直传到你的耳朵 。
这种能量波是含有大量分子的高压区域 , 以及含有相对稀疏的低压区域共同组成 。 就像下图:

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之所以声音会有极限 , 就是因为它含有这种相对稀疏的低压区域 , 一旦达到一定水平(也就是我们开头说的194分贝) , 就会出现低压区域完全真空的状态 。 从技术上讲 , 声音不能再“大”了 。
但是如果声音源中有更多的能量 , 空气分子就会被整体地向往推动 , 而不是在极限值内的前后移动(震动) , 因此声波就会变成冲击波 。 就像下图:

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从这张图中可以看出 , 声音源向周围辐射出去一片区域 , 外面是高压分子 , 里面是真空状态 。 这种状态就是突破声音极限了 , 超过194分贝 。
这种杀伤力就大到惊人了 , 被推送出来高压分子就像一堵墙一样 , 最重要的是它还很热 , 能够穿过并摧毁被它碰到的物体 , 这就特别像狮吼功了 。
最后
狮吼功还是有科学依据的 , 只是超越极限的声音比武侠片中的狮吼功要强太多了 , 分分钟毁灭一座岛屿 。