为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?( 二 )


文章插图
水与空气的波幅传播差异明显
正如前面所说,分贝并不以线性比例增加,而是一个对数刻度 。
举个例子,100分贝的声音并不是就比50分贝的声音大出两倍 。
当一个物体发出高出10分贝的声压时,音量则会高出10倍,当它高出20分贝的时候,则它的音量则会高出100倍,如果高出60分贝,则会高出1000000倍 。

为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?

文章插图
单位为 W/m2声源和动态指标的分贝
所以声音的表现在今天才会被作为一门重要的科学,并且体现在现代科学中的方方面面 。
有人或许会问,如果大于194分贝会怎样?
当声压的表现超过194分贝,会发生相当戏剧性的变化 。
不过这里面我们同样也不能忽视环境差异带来的影响,例如深海下的抹香鲸的交流声能够达到230分贝 。
而枪虾从虾钳中喷发的冲击波能够达到218分贝,这足以让它杀死比自己弱小的猎物 。
为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?

文章插图
枪虾的前肢能够发射强大的“冲击波”
一旦声音超过194分贝,它的整体表现就会更加强大,额外的能量会开始扭曲整个声波 。
任何超过这个幅度的声音都更像冲击波,并且会有相当大的近真空区域 。
这也是原子弹和破坏力极强的撞击能够传递出如此强大的能量的原因,过于强大的声压表现改变了能量形式 。
为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?

文章插图
 
超出声幅的能量从物理学和数学这方面来讲,声音能有这个表现,甚至可以制造出一个黑洞 。
尽管这个极其微小的黑洞只会存在极短的时间,但这也足以说明声音有多么强大 。
首先需要说明的是,它不可能在空气中作为连续的声音,正如我们前面所说,所以这看上去更像是一个数学游戏 。
为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?

文章插图
如此夸张的分贝表现也就只有利用数学了
这意味着它必须是一种冲击波,可以压缩到高于大气压的压力,仅是制造一个中子大小的微型黑洞的密度的“音量”级别就需要1100分贝 。
正因如此,声音的表现就不再是之前那么简单,几乎是一种纯粹的能量,能够在极小的空间内压缩介质 。
如果是在大气环境中,则需要将5公斤的空气压缩为只有质子或中子半径大小 。
然而这在物理学上则行不通,因为要想将5公斤的空气压缩至这么小的体积显然不行 。
为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?

文章插图
现实中由引力波构建的黑洞声像
因为黑洞的密度会随着质量的平方反比下降,例如一个50公斤的黑洞有百分之一的一个半径为5公斤的黑洞密度 。
所以,这也不会有足够的超压来达到1100分贝 。
声音的表现就是如此强悍,可一旦脱离了环境本身,声音也会显得无能为力,因此我们也记住了声音不能在真空中传递 。
对于声音来讲,尽管日常生活中我们不会遇见如此夸张的声压表现,但我们仍得注意当自身暴露在高分贝环境下,身体是会遭受损伤的 。
为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?

文章插图
噪音分布量表
人体在125分贝甚至更低的声音暴露时就会感到急性疼痛,并且这种损伤会直接损害耳朵的构造,并且造成不可逆的损伤 。
另外,只要环境够安静,我们还能够听到身体发出的声音,例如心跳声、胃肠道蠕动的声音 。
要说地球上曾经出现过的最强音,应当要数核爆 。
正如我们前面所说,声音一旦超过194分贝,就会成为冲击波这种纯粹的能量 。
为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?

文章插图
轰炸机上拍下的爆炸场景
沙皇炸弹的试爆是人类有史以来制造出的最强声音,基于相关的计算统计,沙皇炸弹爆炸时制造出了224分贝的效果 。
如果人暴露在这个环境下,只需要一瞬间就会被杀死 。
所以高强度的声音不仅会给人体带来伤害,更是将自己暴露在死亡的风险中 。
在世界范围内,人们通常将85分贝规定为人类听力的警戒值,这是能够给听力带来损伤的极限 。
为什么声音最大是194分贝?声音如果超过能量极限,会变成什么?

文章插图
噪音会给人类带来的损伤
如果长时间(8小时)暴露在这种环境下,便会导致听力丧失 。


推荐阅读