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风速能比声速更快吗？逆风说话，声音传播距离更短吗？

2021-2-23 13:24| 发布者: weixin| 查看: 358| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 由于声音传播的时候需要介质，生活中充当声音传播媒介最多、最熟悉的就是空气了。风是空气的运动，声音又是空气粒子的振动传递，那这么两个谁更快呢？逆风说话对声速有没有影响呢？下面就来聊一聊这两个问题。

由于声音传播的时候需要介质，生活中充当声音传播媒介最多、最熟悉的就是空气了。风是空气的运动，声音又是空气粒子的振动传递，那这么两个谁更快呢？逆风说话对声速有没有影响呢？下面就来聊一聊这两个问题。

风速 vs 声速

简单的答案是：风的速度可以比声速更快。风只是一团空气在太空中的大体积、大质量运动，从原则上讲，它与一列高速行驶的火车、一颗掠过太空的彗星、一架飞机没有什么不同。

对于有质量物体的运动速度，唯一的限制是光速在真空中的普遍速度限制。声速在宇宙中不是像光速那样的基本速度，其只是描述了机械波在物质中传播的速度，不同的材料有不同的声速。风速和声速是完全不同的东西。

风速是一大块空气相对于静止的外部观察者移动的速度，因此风速是相对的。另一方面，声速是材料内部振动波相对于该材料的速度，因此不依赖于任何框架。如果选择正确的参照系，你可以让风以接近光速的速度前进。

比如，你客厅里的空气相对于你来说是静止的，而地球上的风相对于银河系中心的速度也快得令人窒息。国际空间站上的空气相对于地球的速度是声速的20倍，但空间站上的宇航员可以很好地说话，并通过空气来发送声音。

话虽如此，地球表面的大阵风一般不会以接近声音的速度传播。

风速比声速会怎样

在这种情况下，风的速度比声速快仍然只是风。但如果超音速风击中一个静止的物体，就会产生音爆，使那个物体受到强有力的撞击，并且解体。一架喷气式飞机在静止的空气中以高于音速的速度飞行，这与风在静止的喷气式飞机中以高于音速的速度吹过是一样的。在超音速风洞中，风的速度比音速快。

在这两种情况下，都产生了相同的音爆。实际上，这就是超音速风洞背后的工作原理。风速比声速还快，如果风打在静止的树木、房屋和岩石上，就会产生音爆。请注意，如果真的有大的、持续的、由天气引起的、比相对于地面的声速还快的风，那么我们需要担心的就不仅仅是音爆了。空气中的声速约为每小时1200公里（340米/秒）。持续的风速超过每小时100公里，都足以将树木连根拔起，摧毁建筑物，汽车满天飞。如果风速达到每小时1200公里，那么地面上没有任何东西可以完整的存在。

逆风说话时声的传播距离

为什么当一个遥远的声音随风传播时更容易被听到？为什么声音逆风传播时会变弱？先想一下你是否有这样的经历。

当你逆风站立时，不管你喊的多大声，远方的朋友都听不到你的声音，但他们说话你却能听的很清楚。是风散射了声波吗？令人惊讶的是，这种现象与折射有关！

当声波和风一起传播时，也就是顺风传播，它在空中传播得速度更快。一般来说，由于障碍物的存在，靠近地面的风速较低，因此风速随高度的增加而增大（上图）。折射是由于声音在上部和下部区域的速度不同造成的，就像声波在不同介质中传播速度不同一样。声波将被折射到声速较低的区域，因此，声波在随风传播时将被向下折射，从而可以传播到更远的地方。

相反，当声波逆风传播时，即当声波与风向相反时，声速会被风速降低，从而导致上部区域的速度降低。根据上述原理，声波将被向上折射，因此，它不容易到达远处的人的位置。

综上所述，风其实是一个实体物质，它的传播速度只受制于宇宙极限速度光速的限制，是可以比声速更快的。而且，顺风可以让声速随介质传播的更快，更远，因此下次喊人的时候，尽量站在顺风口！

来源：头条号量子科学论

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