声音是以什么的形式传播的

声音以声波的形式传播，声波是机械纵波：介质中的质点沿着传播方向前后振动，把空气压出一疏一密的区域，一层一层往外推。没有介质就没有声波，所以真空里传不了声，这一条是理解所有声学现象的前提。

这句话拆开有三个要点：纵波、需要介质、靠介质质点的振动传递而不是物质本身跑过去。下面按这三个要点展开。

声波是纵波，介质被压出一疏一密

敲一下桌面，桌面先向下凹再弹回，这个往复带动紧贴的空气分子一起振动。分子本身只在原位附近来回移动，并不会从桌子一路跑到耳朵里；传出去的是振动的状态，不是空气。

因为振动方向和传播方向一致，这种波叫纵波，表现出来就是密部和疏部交替出现。用弹簧做演示最直观：推一下弹簧的一端，可以看到一段压缩、一段稀疏地向前走。

对照来看，绳子上甩出的是横波，质点上下振动、波沿水平方向传播，两个方向垂直。光也是横波，但它是电磁波，不需要介质。声波和它们的根本区别在于，声波是机械波，必须靠实物传递。

为什么真空里听不到声音？

因为声音要靠介质质点把振动接力传下去，真空里没有质点，接力链条断了，振动传不出去，也就没有声波。

课本里的经典实验是把电铃放进玻璃罩，逐渐抽气。声音会越来越小，最后几乎听不见；再放空气进去，声音又回来。实验做不到绝对真空，所以通常还能听到一点残余声音，这一点常被忽略。

现实里的例子是月球。月球表面几乎没有大气，两名宇航员面对面说话也听不见，必须靠无线电通话，因为无线电波是电磁波，不需要介质。科幻电影里在太空爆炸配的巨响，从物理上讲是不存在的。

还有一个容易混淆的点：固体传声不需要空气。贴着墙能听到隔壁的敲击声，就是墙在传振动，中间并没有空气帮忙。

固体、液体、气体，哪个传得快

固体最快，液体次之，气体最慢。原因在分子间距：固体分子挨得紧，一个分子的振动能很快传给下一个；气体分子离得远，要靠碰撞传递，中间损耗多、延迟大。

表里最后一行值得注意。同是固体，软木只有钢铁的十分之一，因为多孔材料内部有大量空气腔，振动在孔隙界面反复反射，传不远。隔音材料用的就是这个原理：不是挡得住，是让声波在里面耗散掉。

频率、振幅、波形，各决定什么

频率决定音调。频率越高，听起来越尖。人耳能听到的范围是 20 Hz 到 20000 Hz，低于 20 Hz 叫次声波，高于 20000 Hz 叫超声波，两者都听不见。年龄增长后高频上限会下降，中年人往往听不到 15000 Hz 以上的声音。

振幅决定响度。振幅越大，声音越响，单位用分贝。0 分贝是刚好能听到的阈值，正常交谈约 60 分贝，长期处于 85 分贝以上会损伤听力，120 分贝接近痛阈。分贝是对数单位，增加 10 分贝意味着声强变成十倍。

波形决定音色。同样弹中央 C，钢琴和小提琴的频率一样，听起来却完全不同，因为泛音的构成不同。任何复杂的声音都可以分解成不同频率、不同强度的正弦波叠加，这个分解过程叫傅立叶变换，也是音频压缩和语音识别的基础。

回声要隔多远才听得清？

大约 17 米。人耳把原声和回声分辨开，需要两者间隔 0.1 秒以上。声音往返一趟是两倍距离，按 340 m/s 算，0.1 秒走 34 米，单程就是 17 米。

所以在教室里喊一声听不到回声，不是没有反射，而是反射声和原声混在一起，变成了混响。山谷、礼堂、隧道里能听到清楚的回声，是因为反射面足够远。

这个数字还能反过来用：测出回声延迟的时间，乘以声速再除以二，就是到障碍物的距离。声呐、倒车雷达、超声波测距都是这个算法。海水中声速约 1500 m/s，同样的一秒延迟，对应的距离就比空气里远四倍多。

常见问题

声音在真空中完全不能传播吗

按经典物理的定义，是的。声波是机械波，必须依靠介质质点的振动传递，没有介质就没有声波。宇宙空间里并非绝对真空，存在极稀薄的气体和尘埃，但密度低到无法传递人耳能感知的声波。

为什么下雨天声音传得更远

因为空气温度和湿度的分布改变了声波的传播路径。雨天近地面空气相对冷、上层相对暖，声波会向地面弯曲，减少了向高空散失的部分。晴朗干燥的夜晚也有类似效果，所以声音在夜里听起来更清楚。

隔墙听声音，是墙在振动吗

是。声波打到墙上，引起墙体微小振动，墙再把振动传给另一侧的空气。墙体越厚重、越刚性，振动幅度越小，隔声效果越好；中间夹一层空气或者多孔材料，可以让振动在界面处大量损耗。