聲光漫談

清晨，古老的大地籠罩著薄霧，陽光穿過茂密的原始森林，灑向潮濕的地面，林中溪水嘩啦啦的流著，林間各種恐龍?jiān)趤砘卮┧?，它們跳著、叫著，相互打著招呼，表達(dá)著愛慕，叫聲此起彼伏。地上開著許多不知名的小花，有紅、有白、有藍(lán)、有紫，五彩繽紛。啊，這是一首多么動(dòng)聽的音樂，這是一片多么美麗的景色。然而，在恐龍主宰的那個(gè)年代，哪有生物有能力、有條件懂得欣賞這里的一切呢？它們要么聽力有障礙，要么視力是色盲，它們有的只是動(dòng)物的初級本能。就這樣，又是多少年過去了，經(jīng)過無數(shù)次的突變，不斷地進(jìn)化，人類終于從哺乳動(dòng)物中脫穎而出了。他們長出了一副靈敏的耳朵和一雙明亮的眼睛，可以全面地欣賞大自然的美麗景色，感受這有聲有色的世界，并最終統(tǒng)治了這個(gè)星球。

1.聲與光的基本知識(shí)

聲音和光是我們周圍世界重要的組成部分，是人體收集身邊信息的主要渠道，古人靠聽聲響來判斷哪種猛獸在附近神出鬼沒，靠觀察判斷何時(shí)奮勇出擊。

聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)有快慢、強(qiáng)弱之分，于是就產(chǎn)生了不同音調(diào)和響度的聲音。振動(dòng)的頻率越高，聲音的音調(diào)就越高；振動(dòng)的幅度越大，聲音就越響。不同材料和結(jié)構(gòu)的物體產(chǎn)生的振動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致音色不同，我們平常就是根據(jù)音色來辨別是誰在說話或是哪種樂器發(fā)出的聲音。音調(diào)、響度和音色是聲音的三個(gè)要素。物體的振動(dòng)帶動(dòng)周圍介質(zhì)振動(dòng)，形成聲波向四周傳播，在空氣中聲音傳播得比較慢。

光是物體能量的一種釋放，它的本質(zhì)是電磁波，能被我們眼睛感知的電磁波就叫光。讓太陽發(fā)出的光經(jīng)過三棱鏡會(huì)被分解成赤、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等許多顏色，這些顏色的光所對應(yīng)電磁波的頻率是越來越高的，這就是著名的牛頓色散實(shí)驗(yàn)。當(dāng)包含這么多色光的太陽光照射在物體上時(shí)，有的顏色光被物體吸收，有的被物體反射，人的眼睛接收到哪種顏色的光，則物體就是哪種顏色；太陽的光全部被反射，這個(gè)物體就是白色；所有光都被吸收，則這個(gè)物體就是黑色，這就是物體顏色形成的原因。所以，色即是光，光即是色。光在空氣中的傳播速度非?？?。

2.耳與眼的工作原理

在人的五官中，耳朵與眼睛分別與聲和光相對應(yīng)，是人體非常重要的器官。耳朵負(fù)責(zé)收聽周圍的聲音，眼睛則進(jìn)行對光的觀察，他們?yōu)槿梭w接收到的信息量占據(jù)總量的百分之九十以上。

人耳漏斗狀的耳郭能收集傳過來的聲波，經(jīng)外耳道傳到鼓膜，使鼓膜振動(dòng)，聽小骨將振動(dòng)放大后再傳入蝸牛狀、充滿液體的耳蝸，聲波穿過這些液體使從聽覺細(xì)胞上伸出來的纖毛擺動(dòng)，導(dǎo)致聽覺細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)信號傳到大腦，這樣人就聽到了聲音。

由物體反射過來的光穿過極其透明的角膜進(jìn)入眼球，可以調(diào)節(jié)大小的瞳孔根據(jù)光強(qiáng)控制進(jìn)光量。這些光再經(jīng)晶狀體成像于視網(wǎng)膜上，視網(wǎng)膜上分布著許多對光很敏感的視覺細(xì)胞，視神經(jīng)把視覺細(xì)胞獲得的信息傳入大腦，經(jīng)大腦處理匯總，這樣人就看見了物體。

人耳與人眼除了分別具備聽力和視力外，還有一個(gè)重要功能，那就是定位功能。由于人有雙耳和雙眼，他們在空間上有一定距離差，這樣聲和光經(jīng)過雙耳和雙眼時(shí)，會(huì)在時(shí)間、強(qiáng)弱、角度等方面產(chǎn)生差別，大腦會(huì)根據(jù)這些差別對聲源和光源作出正確定位。先天性的聾子，因?yàn)槁牪坏铰曇?，也就不能?zhǔn)確發(fā)音，成為聾啞人。同樣，盲人因?yàn)榭床灰姽?，他就無法理解什么是色彩，不知道什么是花朵，什么叫繪畫。

所以能擁有一對健康的耳朵和一雙眼睛聆聽蟲鳴鳥叫，觀賞青山綠水是多么幸福，眼觀六路，耳聽八方是對眼睛和耳朵性能的充分肯定。

3.聲與光的高度相似

聲與光有很多相似的地方，它們都是一種波，聲波屬于機(jī)械波，光波則是一種電磁波；聲波頻率決定聲音的音調(diào)，光波頻率決定光的色彩；聲波越強(qiáng)，聲越響，光波越強(qiáng)，光越亮；耳有聽覺范圍，眼也有視力范圍；人耳有聽不到的聲波：次聲波和超聲波，人眼也有看不見的光波：紅外線和紫外線；人耳聽到的聲音叫可聽聲，人眼看到的光叫可見光；聲的多普勒效應(yīng)會(huì)使聽到的聲音音調(diào)改變，而光的多普勒效應(yīng)會(huì)使看到的光的顏色發(fā)生改變。在天文學(xué)中，恒星的譜線紅移成為宇宙膨脹的有力證據(jù)。聽聲音的有雙耳，看光線的有雙眼。

聲與光也有不同的地方，其中在不同介質(zhì)中傳播速度就不同，在空氣中聲音傳播速度為每秒340米，而光速則達(dá)到了驚人的每秒30萬千米，相當(dāng)于每秒鐘繞地球七圈半，由于兩者著巨大的差異，因此在幾百米以外，伙伴講話的口形與你聽到的話語會(huì)難以吻合。口形以光的速度傳到人眼睛，幾乎被同時(shí)看到，而說話聲音傳到耳朵會(huì)滯后很多。閃電與雷鳴，雖然同時(shí)產(chǎn)生，我們卻總是先看到閃電，后聽到雷聲，這都是由于光速遠(yuǎn)比聲速快而先到達(dá)的緣故。

4.聲與光的藝術(shù)形式

在現(xiàn)代人類的生活中，音樂、舞蹈與美術(shù)占據(jù)著重要的位置，它們是聲與光的藝術(shù)中最有代表性的表現(xiàn)形式，人類制作了各種各類的樂器，譜寫了一曲曲動(dòng)人的樂章，命運(yùn)交響曲、藍(lán)色多瑙河、仲夏夜之夢，肖邦、貝多芬、施特勞斯，一曲曲美妙的音樂，一位位耳熟能詳?shù)囊魳反髱煹难葑鄮Ыo人多少聽覺享受。音樂會(huì)上動(dòng)感十足的音樂，變幻莫測的燈光，節(jié)奏歡快的舞蹈讓多少人瘋狂，多少人如癡如醉。不僅如此，人類還用一支小小的畫筆，幾組色彩，描繪出一幅幅動(dòng)人的畫卷。蒙娜麗莎，向日葵，拿煙斗的男孩，達(dá)·芬奇、凡·高、畢加索，一幅幅動(dòng)人圖畫，一位位巨匠創(chuàng)作出多少名垂千古的作品，帶給人們多少強(qiáng)烈的視覺與心理的沖擊。如今，高科技的發(fā)展，人們更將這聲與光的藝術(shù)發(fā)揚(yáng)光大到了新的高度，照相機(jī)將色彩的藝術(shù)定格成永恒，炫目的焰火表演讓光的藝術(shù)閃爍天空，勁爆的舞蹈將聽覺與視覺完美的結(jié)合，讓人享受，叫人亢奮；電影、電視誕生更讓聲色并茂，片中動(dòng)聽的音樂，漂亮的服飾，扣人的劇情，讓多少人悲喜交加，沉迷其中，不能自拔。

聲和光不但傳達(dá)了很多信息，而且具備很大能量為我們所用，如今利用超聲波工作的聲吶系統(tǒng)早已成為水下通訊、海洋勘探、測繪的重要工具；B超診斷儀為醫(yī)生的精診斷提供了很大的幫助；聲控裝置已經(jīng)應(yīng)用到了生活中的許多領(lǐng)域，阿里巴巴的芝麻開門已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)。超聲波武器、激光武器是現(xiàn)在各國積極發(fā)展的新式武器，它能真正地殺敵人于無形；響尾蛇導(dǎo)彈，利用敵機(jī)尾部高溫氣體輻射的紅外線，對其跟蹤并進(jìn)行有效地攻擊；科學(xué)家最新的太陽帆構(gòu)想，讓光推動(dòng)我們的宇宙飛船以接近光的速度，駛向茫茫宇宙。未來的人類也許會(huì)乘坐這樣的飛船看著最新的大片，聽著流行的音樂到別的星球去旅行，出差，經(jīng)商，等等。</