为什么声音在不同介质中的速度不同?
这是由介质的性质决定的。声音是由物体振动产生的,而声音的传播需要介质的参与,介质中的粒子越多(也就是物质越多),声音就越容易传播,因此声速也越快。在相同温度下,与气体相比,液体的密度更大,这意味着在液体中粒子更多,因此液体中的声速比空气中的快。同样道理,由于固体的密度大于液体的密度,声音在固体中的传播速度也比液体中的快。
也许有人会疑惑,为什么声音在固体中传播时要小得多?这是因为声速和声音的响度是两个不同的概念。响度是声音的强度,就像光线的强度一样。无论光线的强度如何,即使是最柔和的日光,其速度也接近于每秒30万千米。
该研究团队的科学家指出,声音能够达到的最大速度取决于两个基本常数:精细结构常数和质子与电子的质量比。这两个常数在理解我们的宇宙方面具有重要作用。实际上,它们的值决定了核反应(如质子衰变和恒星核融合)的性质。这两个常数之间的平衡为形成行星和恒星、维持支持生命的分子结构的宜居区提供了一个狭窄的空间。