為什么古代士兵枕著箭筒睡覺(jué)？在古代戰(zhàn)爭(zhēng)中，為什么士兵要將箭筒放在地上睡覺(jué)？眾所周知，聲音在固體中比在空氣中傳播快得多。在空氣中聲速約340米/秒，而聲音在固體中傳播速度1000多米每秒，夜間人耳從空氣聽(tīng)到馬隊(duì)行軍的馬列蹄聲一般不超過(guò)2000米，這樣從大地中得知對(duì)方軍隊(duì)行軍聲音比從空氣中傳播不過(guò)快幾秒的時(shí)間。這在古代戰(zhàn)爭(zhēng)中并不是士兵枕箭筒睡覺(jué)的主要原因。士兵枕箭筒睡覺(jué)的原因，還要從箭筒和聲音在大地中傳播兩點(diǎn)考慮。一、馬和士兵在路上行進(jìn)時(shí)，人趴在地上比從空氣中能聽(tīng)到行軍聲音的距離要遠(yuǎn)得多。筆者做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，取一根6米長(zhǎng)的木頭，甲在木頭一端，乙在另一端，甲用手指輕敲木頭，調(diào)整手指用力大小，使乙在另一端從空氣中剛好能聽(tīng)到；這時(shí)如果乙趴下將耳朵貼近木頭，甲仍按原來(lái)的力量敲打木頭。甲聽(tīng)到的聲音響度要比從空氣中聽(tīng)到的聲音響度要大得多。說(shuō)明敲打固體產(chǎn)生的聲音，直接從固體中傳播比從空氣中傳播的距離要遠(yuǎn)，所以士兵通過(guò)大地可以聽(tīng)到從更遠(yuǎn)的地方傳來(lái)的部隊(duì)行軍時(shí)的聲音，這樣士兵可以更早地發(fā)現(xiàn)敵人行軍的行動(dòng)。二、從箭筒上分析。我們先來(lái)看聲學(xué)實(shí)驗(yàn)中的音叉和共鳴箱，做聲音共鳴實(shí)驗(yàn)時(shí)，將兩個(gè)共鳴箱的口正對(duì)時(shí)實(shí)驗(yàn)效果最好，共鳴箱起收集聲波的作用，我們的耳廓也是這個(gè)道理。我們?cè)賮?lái)分析古代的箭筒，它是用皮革制成，干燥后非常堅(jiān)硬、結(jié)實(shí)，箭筒放在地上也起到了收集聲波的作用。同一個(gè)聲源在同一個(gè)地方發(fā)出聲音，在距離聲源適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)位置，枕在箭筒上比從空氣中聽(tīng)到的聲音要大。筆者曾做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，有兩間單獨(dú)的房子，中間有墻隔開(kāi)，但該墻上沒(méi)有門(mén)和窗。我們?cè)谶@一間房子里，隔壁有人大聲喧嘩，我們?cè)谶@邊無(wú)法聽(tīng)清。如果取一瓷缸子，將底部緊貼在兩間房間的墻壁上，耳朵湊近缸子口就能聽(tīng)清隔壁講話的聲音。說(shuō)明缸子也起到了收集聲波的作用。由此看來(lái)，士兵枕著箭筒睡覺(jué)，能聽(tīng)到從較遠(yuǎn)處傳來(lái)的響聲，能夠及早發(fā)現(xiàn)敵情。綜上所述，古代士兵之所以枕著箭筒睡覺(jué)是因?yàn)槟苈?tīng)到從較遠(yuǎn)的距離傳來(lái)的部隊(duì)行軍時(shí)的聲音，箭筒起到收集聲波的作用，另外聲音傳播相同距離從大地中傳播比從空氣中傳播要快。聲在日常生活中的利用聲音是人類獲取信息的主要途徑之一，聲音傳遞給我們的不僅僅是語(yǔ)言信息，下面所介紹的是聲在其它方面的一些應(yīng)用及其原理。1 辯析熟悉的來(lái)人現(xiàn)象：和您朝夕相處的人在室外說(shuō)話時(shí)，我們通過(guò)聽(tīng)聲音就知道是哪位在說(shuō)話。原理：不同的人發(fā)出的聲音音調(diào)、響度都有可能相同，但音色絕不會(huì)相同，因?yàn)椴煌陌l(fā)聲體發(fā)出的聲音的音色一般不相同，由于非常熟悉，我們通過(guò)辯別音色就能分辯出哪位在說(shuō)話。2 聽(tīng)長(zhǎng)短現(xiàn)象：向暖水瓶中倒水時(shí)，聽(tīng)聲音就能了解水是不是滿了。原理：不同長(zhǎng)度的空氣柱，振動(dòng)發(fā)聲時(shí)發(fā)聲頻率不同，空氣柱越長(zhǎng)，發(fā)出的音調(diào)越低；暖水瓶中水越多，空氣柱就越短，發(fā)出的聲音頻率越高，音調(diào)也就越高，特別是水剛好倒?jié)M瞬間，音調(diào)會(huì)陡然升高，通過(guò)聽(tīng)聲音的高低，我們就能判斷出水已經(jīng)倒?jié)M了。3 挑選商品現(xiàn)象：我們?nèi)ド痰曩I碗、瓷器時(shí)，我們用手或其它物品輕敲瓷器，通過(guò)聲音就能判斷瓷器的好環(huán)。原理：有裂縫的碗、盆發(fā)出的聲音的音色遠(yuǎn)比正常的瓷器差，通過(guò)音色這一點(diǎn)就能把壞的碗、盆挑選出來(lái)，當(dāng)然實(shí)際還用辯別音調(diào)，觀察形態(tài)等方法，但主要還是通過(guò)音色來(lái)辨別的。4 測(cè)量距離現(xiàn)象：前面如果有一建筑物或高山，對(duì)著高山大喊一聲，用表測(cè)量發(fā)出聲音到聽(tīng)到聲音的時(shí)間，利用聲速就可以測(cè)出我們與高山或高大建筑物理的距離。原理：聲音在傳播過(guò)程中遇到障礙物被反射回來(lái)就產(chǎn)生了回聲。5 看病現(xiàn)象一：聽(tīng)診器原理：人的體內(nèi)有些器官發(fā)出的聲音，如：心肺、氣管、胃等發(fā)生病變時(shí)，器官發(fā)出的聲音在某些特征上有所變化，醫(yī)生通過(guò)聽(tīng)診器能聽(tīng)出來(lái)，依此來(lái)診斷病情?，F(xiàn)象二：B超檢查原理原理：頻率高于20000赫茲的聲音稱為超聲波，超聲波有一定的穿透性，醫(yī)生用某些信號(hào)器產(chǎn)生超聲波，向病人體內(nèi)發(fā)射，同時(shí)接受內(nèi)臟器官的反射波，通過(guò)儀器把反射波的頻率、強(qiáng)度檢測(cè)出來(lái)，并在電視屏幕上形成圖像，為了判斷病情提供了重要的依據(jù)，B超利用的是回聲原理。6 治病（傳遞能量）現(xiàn)象：體外碎石原理：人體的有些器官發(fā)生結(jié)石，如腎、膽等，最好的治療措施就是用體外碎石機(jī)把體內(nèi)結(jié)石擊碎，變成粉未排出體外。體外碎石機(jī)利用的就是超聲波，用超聲波穿透人體引起的結(jié)石英鐘激烈震蕩，使之碎化。這主要利用了聲波能傳遞能量的性質(zhì)。7 傳遞信息（監(jiān)測(cè)災(zāi)情）現(xiàn)象：通過(guò)監(jiān)測(cè)次聲波就可知道地震、臺(tái)風(fēng)的信息。原理：次聲波是頻率低于20赫茲的聲音，人類無(wú)法聽(tīng)到。一些自然災(zāi)害如地震、火山噴發(fā)、臺(tái)風(fēng)等都伴有次聲波的產(chǎn)生；次聲波在傳播過(guò)程中減速很小，所以能傳播的很遠(yuǎn)，通過(guò)監(jiān)測(cè)傳來(lái)的次聲波就能獲取某些自然災(zāi)害的信息。公路上的海市蜃樓晴朗的天氣里，你驅(qū)車或步行在野外平直的水泥公路上時(shí)，當(dāng)你極目遠(yuǎn)望，你會(huì)發(fā)現(xiàn)前方的遠(yuǎn)處路段呈現(xiàn)一片白亮，像鏡面，又像鋪了一層水銀。而且在白亮中，還清晰地出現(xiàn)更前方遠(yuǎn)處汽車穿梭的倒影，連車窗玻璃的反光都刺目可辨。這時(shí)，你會(huì)懷疑前方剛下過(guò)雨，路面有積水所致，但當(dāng)你走到近前，卻依舊是干燥的路面。再望前方，仍有此景狀。若前方的路面有起伏，你甚至可以觀察到幾條這樣的亮帶，這就是公路蜃景。公路蜃景是如何形成的呢？原來(lái)，在陽(yáng)光的照射下，路面溫度很高，使貼近路面的空氣層變得稀薄，折射率減小，以致遠(yuǎn)處景物的反射光，在射向路面熱氣層時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射，這全反射的光進(jìn)入人眼，就引起以上的視覺(jué)效果。如果你沒(méi)有機(jī)會(huì)去海邊或沙漠，不妨到公路上去體會(huì)一下海市蜃樓的景象吧。
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