声音的传播

唐代诗人张继在《枫桥夜泊》中写道：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。从此，诗韵钟声，脍炙人口，寒山寺因此名扬天下。寺院历经沧桑，张继诗中所咏古钟早已失传，明嘉靖年间所铸寺钟传说流入日本。光绪三十一年（1905年）寒山寺重修时，日本人士募铸仿唐式青铜乳头钟送归，现悬于大殿右侧。

《枫桥夜泊》这首诗不仅在我国为人们所熟悉，在日本也广为流传。许多日本人梦寐以求能在除夕聆听寒山寺钟声。1980年12月下旬开始，有500多名日本朋友陆续来到苏州，等待聆听除夕钟声。

日本民间相传，除夕之夜敲钟108下，就能除尽人世烦恼，迎来锦绣前程。除夕晚10点整，日本朋友一批批来到寒山寺，午夜11点40分，寒山寺性空法师走上钟楼，敲响了新年的钟声。当钟声响到108下的时候，正是元旦零点整。顿时，日本朋友欢呼雀跃，简直高兴极了。

《枫桥夜泊》这首诗，除了描写了深秋时节苏州城外的景色和旅客的心情，还道出了一个有趣的物理现象。

枫桥与寒山寺相隔几里远，到了深夜却能清晰地听到它的钟声。是因为夜深人静，所以钟声特别清晰吗？有点关系，却也不全是。真正的原因要从空气里去找。

我们知道，大气的底部是对流层，对流层中空气的温度随着高度的升高而递减。对流层的厚度一般有10多千米。再往上就是平流层，在平流层的底部一直到离地面50千米左右的地方，形成了一个温度随高度递增的区域，称为逆温层。升到50千米以上，气温再次下降，在80千米处取得第二个极小值，然后又继续上升，这是第二个逆温层。

由于声音在空气中传播的速度随温度的上升而增大（更确切地说是与温度的平方根成正比），在对流层中，由于温度随高度的升高而递降，所以声音的传播路线向上曲折，使大量声波能量散失在空中，这样，在距离声源稍远的地面就听不到声音，这里就是静区（或称影区），但往上传播的声音到达对流层的顶部和平流层的底部时，我们知道这里存在逆温层，于是声波的上部比下部传播得快，所以声波往下曲折。这样声波又被反射回到地面，于是在距离声源更远的地面上又能听到声音，这里就是响区。由于地面的强烈反射，上述的过程又能重复，这就是静区和响区相间的原因。“夜半钟声到客船”，正是这种情况。

1921年，德国奥本地区的一个大型化工厂发生了一次惊人的大爆炸。爆炸声传得很远，许多人在200多千米以外的地方都听到了轰隆轰隆的爆炸声。奇怪的是离爆炸中心更近的一些地方，例如在100~200千米的地区却听不到爆炸声响。同年5月，在莫斯科近郊也发生过一次大爆炸，在半径70千米以内和160千米以外的地方都能听到爆炸声，而恰恰在70~160千米这个范围里，连一点声音也没听到。这都是声波在大气中传递时发生拐弯而造成的。