聲、光傳播的奧秘

鹿柴

〔唐〕王維

空山不見人，但聞人語響。

返景入深林，復照青苔上。

被后人譽為“詩佛”的唐代詩人王維，用這首五言絕句為我們呈現了一幅幽靜卻人聲喧鬧、寂寥卻光影斑駁，頗有對比度的山野閑居圖。鹿柴是王維的山間居所，目力所及之處，山林空曠、寂靜，看不見人，卻能聽見人們的說笑聲；落日的余暉直射入深深的林間，又照在幽暗處的青苔上。

讀到這里，想必同學們都能聯想到光的行進和聲音的傳遞。那為什么一個叫行進，一個叫傳遞呢？原來，光是單槍匹馬前進的，而聲音需要幫手才能傳遞。

光：直線行進，有時被迫改變路線

光的性質是波粒二象性，既呈現為一粒粒的光子，體現出物質的一面，又以波的形式行進，體現出波的一面。

光在真空里跑得最快，因為沒有擋路的。而在空氣里，光的行進就要慢一些，因為光子總要和空氣里的各種分子磕磕碰碰。而且光很“固執”，一定要走直線。只有碰到阻擋物時，光才會被反射或被折射，被迫改變行進路線。即使被迫改變路線，光仍然堅持走直線。

到達王維眼中的落日余暉，也是一路跌跌撞撞，和這個枝條碰一下，和那片樹葉撞一下，好不容易才走到樹下，所以王維會說“返景入深林”。為了“復照青苔上”，光這一路走得太不容易了！

聲音：依靠介質傳播且能量會衰減

聲音是物體的振動產生的聲波。振動是一種運動，也帶有能量。聲音的傳遞，就是把一個物體的振動傳遞給相鄰的物體，讓相鄰的物體也振動起來。這樣，聲波就像“擊鼓傳花”游戲中的花一樣，依賴物體傳遞下去。如果中間的物體鏈斷了，比如遇到了真空，聲音就傳遞不下去了。所以，在月球上，你對著一個人扯破喉嚨大喊，他也聽不見你在說什么。你拉上窗簾，會把光阻擋住。而你關上門窗，有時卻阻擋不了聲音，因為聲音會通過門窗的振動繼續傳遞過來。

聲波在傳遞的過程中，有一個能量損耗的過程，會因為距離的擴大、被空氣吸收、被物質反射或者散射等原因，減少甚至耗盡能量，導致無法繼續傳遞。所以，離聲源較遠時，聽到的聲音較小；再遠些，就什么也聽不見了。

回到文章開頭的古詩，大家思考一個問題：王維在家門口極目遠眺，目力所及處不見一個人影，隔空卻傳來人們的談笑聲。人究竟在哪里呢？

古時沒有纜車，爬山不容易，王維的鹿柴很可能建在山底。聲音能夠通過空氣傳遞，山又是立體的，在山頂的人說話，山下的人聽得一清二楚。在山谷里說話，由于大山的阻擋，即使聲音能“繞道”，能量損耗也很可觀，隔壁山谷的人大概率聽不見。如此推測，王維聽見的談笑聲，說話者很可能在山腰或山頂。