>>>>夜半钟声怎么到客船 <<<<
夜晚的钟声可以传到很远处，这不仅是夜深人静噪音少的原因，钟声的传播还另有奥秘。
“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”;“秋水临水月，夜半隔山钟”;“更深何处人吹笛，疑是孤吟寒水中”……这些优美的古诗句都描写了深夜从远处传来的声音，让人不免心生疑问：这些诗人为什么都写半夜钟声或乐声，却几乎没有人写正午的妙音呢?是他们都比较酸腐，觉得半夜的妙音更能体现优美和浪漫吗?
如果细细分析，你会发现这些诗句虽然是文学作品，却也是实事求是的科学描述，其中体现了一个很有趣的科学现象。
>>>>千里传音的奥秘 <<<<
留心一下你会发现，在凉爽的夜晚声音传得尤其地远。夜深人静没有噪音是一个原因，但却并非主要原因。
光是一种波，声音也是一种波，光会反射和折射，声音同样会反射和折射。当声音发出后，如果在空气中向四面八方的传播速度相同，那么声音就会像膨胀的球一样向外传播，但是，不同位置空气的温度和密度是不同的，而且地面等固体还会反射声波。因此，地面附近的声音不可能像膨胀的球一样四处扩散。
秋冬季节，夜间的地面和水面较冷，贴近地面的空气温度也很低，在一定范围内，越高处的空气温度则越高。而声音的传播与空气的温度有关，空气温度越高，传播声音的速度越快，反之，则越慢。声音在从气温较低、传播速度较慢的气层进入气温较高、传播速度较快的气层时，不但会发生折射、反射，还会像光一样发生全反射。大气层中，温度不同的气层有很多，那么，空气向高处的传播就不断遇到阻碍(被反射和全反射)，于是，就像光很容易局限在玻璃光纤中传播一样，声音也很容易局限在冷空气层中传播，很少会透出去到达高空。这样一来，声音的能量损失就很少，可以贴着地面或江面传播到很远的地方，声音的强度却没有多少衰减。
于是，那悠扬的夜半钟声可以从山上传到客船，可以从此岸传到彼岸，甚至可以隔着一座山传过来，依然清晰。其实在寒冷的天气里，如果湖面或江面结了冰，即使在比较喧闹的白天，人们也可以清晰听到平时听不到的彼岸的声音。
>>>>晌午钟声到云丛 <<<<
在白天，地面接受太阳辐射强，地表温度升高，而且越靠近地面，空气温度越高，那么贴地传播的声音速度会大于高空的。当地面附近发出声音时，向地面传播的声波会被地面向上反射，而向上传播的声波大部分会通过折射进入高空，就像光照射到水面上，被反射回来的很少，基本都通过折射进入水中了。
由于大部分声波折射向高空，人在高空就会格外清晰地听到来自地面的声音，如果唐朝诗人曾坐在热气球里旅行，或许会给我们留下“晌午钟声到云丛”的诗句。也正是由于大部分声波折射向高空，所以白天的声音一般很难传播到遥远的地方，江面上的诗人也就很难听到中午的钟声，不会有感而发了。
奇妙的是，由于声音的折射和反射，白天在适当的地方，还会出现静区(图1(a))。
比如在第一次世界大战时，人们就发现了奇怪的现象：一门大炮在不断发炮，当有人驱车从数百千米外的远方驶向大炮时，起初还能听到炮声隆隆，但距离大炮近一些的时候，有一段路程内却听不到炮声;再靠近一些，就又听到了炮声。究其原因，很远处听到的炮声是高空大气反射到地面的炮声，近一些的地方既没有高空大气反射的声波，又没有大炮直接传来的声波，所以就形成了静区。再靠近时，大炮的声波直接传来，人又可以听到了。
>>>>横跨万里大洋的声音通道 <<<<
声音在水中的传播也很奇妙。在第二次世界大战期间，美国和前苏联的科学家分别发现，在大洋深处，声音可以传播到很远的地方，甚至上万千米之外。
科学家曾做过一个实验，他们在大洋洲南部海域投下深水炸弹，爆炸产生的声波绕过了非洲好望角，又折向赤道地区，并横穿大西洋，历时3个多小时，最后竟然被北美洲百慕大群岛的测听站收到了，这颗炸弹爆炸的声波一共“走”了19200千米!
>>>>为什么声音在水中传播这么远? <<<<
原来，声音在海水中的传播基本上受温度和海水压力两种因素影响：水温越低，声速越慢;而海水压力愈大，声速愈快。大洋中的水温一般随深度增加而降低，但到一定深度后，水温基本恒定在4℃，海水压力却随深度的增加而不断增大。
这两个因素综合起来，对声速的影响就是：从海面向下，声速先是随深度增加、水温降低而变慢;当到达一定深度后，水温基本不变，声速又会随海水压力增大而变快。这样，海洋深处就存在一个声速最低的夹层区域，这个夹层区域对声音的传播与上述“夜半钟声到客船”的道理相同，声波基本被限制在这个夹层中来回反射，能量损失很少，可以传播到很远的地方，这样的深海夹层区域被称为“深海声道”。人们现在已经利用声道的这种特性，来传送失事飞机或船只的呼救信号，监测水下地震、火山的爆发等。
声音在固体中的传播要复杂一些，但也无非就是折射和反射。通过分析声波的折射和反射情况，人们可以确定火山、地震爆发的地点和能量大小，也可以利用爆炸后声波在岩层中的传播情况，来探寻矿藏。
“夜半钟声到客船”，这句流传了一千多年前的诗句，一语道出了声音喜欢向较凉爽的地方跑的科学事实，真实体现了文学的美感和科学的美妙。
