⚛ 物理

为什么在泳池里讲话,听起来像是嘴里含着棉花?

看完这篇你会知道,泳池里说话听起来怪异,是声速差异、混响叠加和耳朵"水土不服"三件事同时捣的鬼

你有没有这种经历:在游泳池里跟朋友喊话,对方回你一句,你却完全听不清说了什么,两个人大眼瞪小眼?就算是站在岸边,泳池里回荡的声音也总是怪怪的,像是有人把原声塞进了搅拌机里打了一遍。这到底是怎么回事?

声音在水里和空气里,走的是两条路

声音本质上就是"振动",它需要靠着空气、水或者其他物质一路"传话"才能到达你耳朵。在普通房间里,声音在空气中传播,速度大概是每秒340米。但换到水里,声音跑得快多了——每秒将近1500米,足足快了四倍多。速度变了,声音的"脾气"也跟着变了。高音(频率高的声音)在水里传播时衰减很快,容易"跑丢";低沉的嗡嗡声反而能跑得更远。所以你在水里听到的声音,高频部分基本上已经消失了,只剩下低沉混浊的部分,自然就像棉花糊住了耳朵。

泳池的结构,是声音混乱的帮凶

泳池四周都是硬邦邦的瓷砖墙壁、地板和水面,这些表面对声音几乎没有吸收能力——声音撞上去就弹回来,弹回来又撞上另一面墙,再弹回来……就这样在泳池里反复来回乱跑,专业名词叫"混响"。你可以把它想象成一个人进了回音壁山洞,喊一声"你好",山洞会把这两个字的回声叠了又叠地还给你,最后变成一团分不清的嗡嗡声。室内游泳馆里这个问题更严重,墙壁、屋顶全是硬面,声音能在里面弹来弹去好几秒,每一个字还没说完,上一个字的回声已经追着赶来了,全混在一起,当然听起来奇奇怪怪。

你的耳朵,根本没准备好在水里工作

人类的耳朵是为了在空气中听声音而"设计"的。耳廓(就是耳朵外面那个贝壳形状的部分)负责收集空气中的声波,鼓膜负责把振动转化成信号传给大脑。但把头扎进水里之后,这套系统就"失灵"了一大半:水会直接绕过耳廓,从骨头震动的方式传进你的耳道,你的大脑对这种"骨传导"的声音其实没什么经验,所以感觉格外陌生和扭曲。另外,水堵住耳道之后,外界的声音在水和空气的界面上大部分都被反射掉了,真正能进入你耳朵的声音只剩下一小部分,自然又闷又模糊。这也是为什么潜水员要用特殊通讯设备——靠嘴喊根本没用。

有意思的冷知识是:鲸鱼和海豚完全反过来,它们用下颌骨接收水中的振动来"听声音",在水里交流得清清楚楚——下次你在泳池听不懂朋友说什么,不妨想想,也许你只是还没进化到位?