声音在空气中传播的速度计算公式（如果声音超过能量极限）

大家印象中最大的声音是什么发出的？有人可能会说是轮船的鸣笛声，或者是舞厅音响发出的声音，或者是过年时爆竹发出的声音。

“我怕除夕的鞭炮太吵……”

这确实是我们在日常生活当中能够听到的较大的声音，不过与声音的极限值相比还是差了很多。

那么，为什么声音的最大值是194分贝呢？如果超过能量极限，声音会变成什么？接下来，就让我们一起来看看“声音”的产生与传播，以及它的威力。

你真的了解“声音”吗？

声音的产生与传播

声音的产生是由物体的振动产生的，有些振动我们可以明显地看出，比如被拨动的琴弦，但是有的振动却很微弱，难以被观察到。但不论怎么说一旦物体的振动停止，那么发声也就停止了。

当然人类的听力在自然界中并不算多强大，我们只能听到频率在20到20000hz之间的声音，这个频率指的是物体一秒钟之内振动的次数。不过即使物体振动得再快，声音也需要介质才能进行传播，并且传播速度在不同介质当中是不一样的。

声传播也会受到介质的影响

一般来说不安波的速度固体大于液体大于气体，而到了宇宙那种真空环境中时，声音就无法传播了。

所以人们在宇宙中接收到的信号，肯定不会是声音，换句话说，整个宇宙空间其实都是寂静无声的，就连恒星死亡的爆炸，也是一场静默的“烟花秀”。

宽阔而静谧的宇宙

好在地球的各处都有着空气，空气可以作为传播声音的介质，让人类听见声音。不然想象一下生活在一个一片寂静的环境当中，想必还是很崩溃的。再者，声音对于沟通来说也很重要。

此外，声音有不少特性比如响度、音调、音色等，咱们今天所说的声音最大为194分贝的情况，其实指的就是声音的响度。

声音响度是人对声音大小的一个判断量

这种响度往往是由振幅和人距离声源的远近所决定的，比如你站在火山口旁边听到其爆发产生的声响和几十公里之外听到的声响有着明显的区别。

那么，为什么声音会存在194分贝的这个上限呢？如果说声音超过了这个上限将会变成什么呢？

声音在传播过程中会越来越弱

声音的上限是194分贝

咱们在上文中介绍声音必须要依靠介质传播，这就导致它会有一个极值。因为空气当中粒子振动得越强烈，就会让声音的分贝值越高，但是当其达到194分贝的这个限值时，能量就会爆发并且构成一个“真空的状况”。

而众所周知，真空当中声音是无法传播的，所以这时就是声音的上限。

看来声音确实存在着上限的

如果大家还是无法理解，不妨就从空气被压缩的情况来考虑，因为空气无法被无限压缩，所以分贝是存在上限值的。

但是需要注意的是，这里所说的194分贝指的是在标准大气压之下的最大声音，在其它环境之下，声音是可以达到更大分贝的。

标准大气压约为101.325kPa

许多人可能会说甭管上限是多少分贝，这么大的声音我们应该都没听到过。实际上，我们对地球标准大气压之下194分贝的声音好奇也很正常，但是我们的耳朵也确实承受不住这样的声音，因为当声音的分贝值大于150时，就会对人的听力造成损伤了。

所以想听到194分贝的声音，在没听到之前应该就聋了。

声音分贝示意图

那么，当声音超过194分贝的限值的时候，会变成什么恐怖的东西呢？

大家可以先回忆一下《功夫》当中的经典片段，包租婆在施展狮吼功的时候，就让我们见识到了声音的的恐怖之处。当空气中的声音超过能量极限的时候，就会从声音变为冲击波。

包租婆施展狮吼功的画面

这种冲击波主要是因为能量将空气向外推开，在推开的过程中，其中心的部分又会形成真空部分。一旦声音的限值超过了194分贝，那么这种冲击波就会出现，而冲击波的边缘又存在着被压缩到极限的气体。

想象一下，当气体被从疏松的状态挤压成了密度很大的类似“固体”的存在，声波就变成了一种武器，在它路过道路上的一切东西都会受到冲击。值得一提的是冲击波不仅像刚开刃的刀一样颇具冲击力，还由于空气被压缩到了一定程度，使得靠的越来越近的分子摩擦的更为剧烈，使得冲击波的温度也升高了。

冲击波的概念图

因此，超过限值的冲击波想完成“杀人”还是很容易的。并且，声音的冲击波杀人也讲究距离的远近，如果离得远倒还好，离得近的话可能就直接被“切割”粉碎了。

比如说此前美国在日本投放的原子弹，在爆炸之后产生的巨大冲击波就直接将附近几公里的地方都夷为平地。

化为废墟的日本长崎

而19世纪时印尼的火山爆发之后，曾产生过迄今为止人类监测到的最大声音，不仅直接把附近的一座岛给炸没了，就连传到160多公里之外，声音的响度依旧能达到170多分贝，可想而知到底有多恐怖。

据悉，当时生活在附近的不少居民都被这种强大的声波震伤了，这种受伤可不仅限于耳膜，就连体内的内脏都受到了不同程度的伤害。

印尼坦博拉火山爆发概念图

除此之外火山爆发还会产生次声波，这种频率小于20赫兹的次声波虽然无法被人类听到，但是由于具备不易衰减和吸收的情况，所以能够环绕地球好几圈，就像是一位出色的“马拉松运动员”。

有人可能会说，还好我们听不见次声波，不然不得被这“循环播放”的次声波吵死。

别看次声波无法被听到，但是某些频率的次声波却会和人体器官产生共振，严重时依旧可以造成人死亡的。

一定强度的次声波会刺激人的神经系统

所以，千万别小瞧火山爆发的威力，除了看得到的火山灰，离得近才感受到的声波，还有多角度环绕的次声波，这些都是“隐形杀手”。

比如说2022年初喷发的汤加火山，在喷发八个半小时之后，距离火山喷发位置10151公里的昆明次声台阵都记录到了超强的次声波信号，传播的速度大约为321米/秒。

汤加火山爆发画面

值得一提的是，除了这种自然灾害或者人为制造的爆炸可以发出很大的声音以外，在自然界当中有不少动物也有着“狮吼功”的本领。

声音很大的动物们

首先来说一种体型很小但是分贝很强的动物，那就是老虎枪虾。

不过别误会，这家伙不是用嘴发出声音的，而是用自己的鳌夹射出水柱，制造出一个气泡。当这个气泡破裂的时候，就能够产生一个大于200分贝的冲击波，对2米内的某些生物展开杀戮。

自带“子弹”的老虎枪虾

其次就是最喜欢在海里唱歌的蓝鲸，有时候它们的声音甚至能达到188分贝，如果你恰好在蓝鲸的身边，可能就直接被这声音震碎了。

还好鲸鱼只在海洋中歌唱，生活在陆地上的我们不会常常面临“震耳欲聋”。

蓝鲸的声音可传播到1600公里之外

最后就是每个夏天都在树上叫个不停的蝉，相信不少人童年记忆中的夏天都有蝉鸣。

虽然现在大家都说那代表了一段记忆，但是还是会被刺耳的蝉鸣吵得很烦躁。根据科学家的观察，蝉鸣的响声有时候能达到100多分贝，这不亚于KTV当中音响播放音乐时的强度了。

雄蝉是通过腹部的发音器官来发声的

总的来说，自然界确实有着“海纳百川”的胸怀，这么多有着不同特性的生物共同生活在这里。并且，大家似乎隔着某种“屏障”，一般都互不打扰。而且似乎就连宇宙也意识到了这一点，所以还将宇宙空间变为了真空，帮我们屏蔽了恒星活动时发出的巨大响声。

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