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，林間各種恐龍在來回穿梭，它們跳著、叫著，相互打著招呼，表達著愛慕，叫聲此起彼伏。地上開著許多不知名的小花，有紅、有白、有藍、有紫，五彩繽紛。啊，這是一首多么動聽的音樂，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，它們有的只是動物的初級本能。就這樣，又是多少年過去了，經過無數次的突變，不斷地進化，人類終于從哺乳動物中脫穎而出了。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，并最終統治了這個星球。

1.聲與光的基本知識

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，靠觀察判斷何時奮勇出擊。

聲音是由物體振動產生的，振動有快慢、強弱之分，于是就產生了不同音調和響度的聲音。振動的頻率越高，聲音的音調就越高；振動的幅度越大，聲音就越響。不同材料和結構的物體產生的振動還會導致音色不同，我們平常就是根據音色來辨別是誰在說話或是哪種樂器發出的聲音。音調、響度和音色是聲音的三個要素。物體的振動帶動周圍介質振動，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，它的本質是電磁波，能被我們眼睛感知的電磁波就叫光。讓太陽發出的光經過三棱鏡會被分解成赤、橙、黃、綠、藍、靛、紫等許多顏色，這些顏色的光所對應電磁波的頻率是越來越高的，這就是著名的牛頓色散實驗。當包含這么多色光的太陽光照射在物體上時，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，這個物體就是白色；所有光都被吸收，則這個物體就是黑色，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常快。

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，是人體非常重要的器官。耳朵負責收聽周圍的聲音，眼睛則進行對光的觀察，他們為人體接收到的信息量占據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，經外耳道傳到鼓膜，使鼓膜振動，聽小骨將振動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胞上伸出來的纖毛擺動，導致聽覺細胞產生神經信號傳到大腦，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入眼球，可以調節大小的瞳孔根據光強控制進光量。這些光再經晶狀體成像于視網膜上，視網膜上分布著許多對光很敏感的視覺細胞，視神經把視覺細胞獲得的信息傳入大腦，經大腦處理匯總，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，這樣聲和光經過雙耳和雙眼時，會在時間、強弱、角度等方面產生差別，大腦會根據這些差別對聲源和光源作出正確定位。先天性的聾子，因為聽不到聲音，也就不能準確發音，成為聾啞人。同樣，盲人因為看不見光，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，聲波屬于機械波，光波則是一種電磁波；聲波頻率決定聲音的音調，光波頻率決定光的色彩；聲波越強，聲越響，光波越強，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；聲的多普勒效應會使聽到的聲音音調改變，而光的多普勒效應會使看到的光的顏色發生改變。在天文學中，恒星的譜線紅移成為宇宙膨脹的有力證據。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，而光速則達到了驚人的每秒30萬千米，相當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難以吻合。口形以光的速度傳到人眼睛，幾乎被同時看到，而說話聲音傳到耳朵會滯后很多。閃電與雷鳴，雖然同時產生，我們卻總是先看到閃電，后聽到雷聲，這都是由于光速遠比聲速快而先到達的緣故。

4.聲與光的藝術形式

在現代人類的生活中，音樂、舞蹈與美術占據著重要的位置，它們是聲與光的藝術中最有代表性的表現形式，人類制作了各種各類的樂器，譜寫了一曲曲動人的樂章，命運交響曲、藍色多瑙河、仲夏夜之夢，肖邦、貝多芬、施特勞斯，一曲曲美妙的音樂，一位位耳熟能詳的音樂大師的演奏帶給人多少聽覺享受。音樂會上動感十足的音樂，變幻莫測的燈光，節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，描繪出一幅幅動人的畫卷。蒙娜麗莎，向日葵，拿煙斗的男孩，達·芬奇、凡·高、畢加索，一幅幅動人圖畫，一位位巨匠創作出多少名垂千古的作品，帶給人們多少強烈的視覺與心理的沖擊。如今，高科技的發展，人們更將這聲與光的藝術發揚光大到了新的高度，照相機將色彩的藝術定格成永恒，炫目的焰火表演讓光的藝術閃爍天空，勁爆的舞蹈將聽覺與視覺完美的結合，讓人享受，叫人亢奮；電影、電視誕生更讓聲色并茂，片中動聽的音樂，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超診斷儀為醫生的精診斷提供了很大的幫助；聲控裝置已經應用到了生活中的許多領域，阿里巴巴的芝麻開門已經完全可以實現。超聲波武器、激光武器是現在各國積極發展的新式武器，它能真正地殺敵人于無形；響尾蛇導彈，利用敵機尾部高溫氣體輻射的紅外線，對其跟蹤并進行有效地攻擊；科學家最新的太陽帆構想，讓光推動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，經商，等等。</