为什么 雷声 听起来是这样的？
几个世纪以来，闪电和隆隆的雷声一直吸引着人类。古希腊人认为雷是希腊闪电之神宙斯的武器。根据斯堪的纳维亚神话，雷神被认为是雷神。在印度神话中，因陀罗被认为是天堂和雷神。显然，自古以来，雷就被认为是神圣和神奇的。
今天，随着科学的进步，我们已经弄清楚了雷声的确切原因及其独特的声音层次。
现在，让我们继续探索可怕而迷人的雷声背后的科学
是什么导致了雷声？
简单来说，雷声就是闪电产生的声音。
这一切都始于由水滴和冰晶组成的云。在雷暴期间，这些冰晶会四处移动并相互碰撞。在此过程中，它们在彼此之间转移电子，从而形成带正电和带负电的粒子。
暴风雨和风导致较轻的正离子向上移动，而较重的负离子沉降。因此，云中的电荷变得分离。随着这些电荷的积累，云层等待机会以某种方式释放并中和自己。
随后，当云层在带正电的地面上翱翔时，云的负电荷和地面的正电荷试图建立联系。当这种情况发生时，电子会突然通过一个微小的空气通道漂移，然后砰——我们目睹了一道闪电！
闪电可能发生在云内、两片云之间或云与地面之间。雷击会产生大量热和光形式的能量。这种热量是导致令人震惊的雷声的原因。
雷霆剖析
闪电释放的巨大热量使它周围的空气过热。结果，空气分子剧烈振动并突然膨胀，在空气中发出冲击波。这种空气的突然运动被我们的耳朵感知为噼啪作响的雷声。
但这还不是全部......如果您曾经听过 Thunder，您就会知道我们无法将其定义为具有开始和结束的不同声音。雷声的共鸣声是不同频率的混合体，使其成为不可预测但又可区分的自然旋律。
它以一声响亮的噼啪声开始，称为霹雳声，然后是称为雷声的阻尼噼啪声。这些最终以低沉的隆隆声或微弱的滚动声消失。
什么是霹雳掌？
如前所述，闪电会产生大量的热量。事实上，雷击可以将周围的空气加热到 20000-32000度 的温度——几乎比太阳表面的温度高 5 倍！众所周知，当空气加热时，它会膨胀。
然而，当空气在几分之一秒内加热到近 30000 度时，膨胀类似于爆炸。事实上，它被称为爆炸性膨胀，它在大气中产生类似于音爆的冲击波。
同样，当闪电停止时，热空气会以快速的速度冷却。这会导致膨胀的空气突然压缩，从而导致内爆。这些由空气突然膨胀和压缩产生的冲击波就是您听到的震耳欲聋的爆炸声，称为霹雳声。
平均而言，在距离雷源 16 公里的地方可以听到一阵雷声。您离闪电越近，听到雷声的机会就越大（被闪电击中的几率就越大！
但是，随着距离的增加，拍手声变得更加沉闷，因此您可能会听到共鸣的轰隆声，而不是尖锐的裂缝。这种声音称为雷声爆。
为什么 Thunder Rumble 会隆隆作响？
当你听到雷声二字时，脑海中首先浮现的可能是天空中舒缓而隆隆的声音。
当霹雳声在大气中传播时，它可能会被吸收、反射、重叠、减弱或消音，具体取决于距离和环境。所有这些因素都将霹雳声转化为低沉的隆隆声。
闪电如何影响雷声
闪电的锯齿形是隆隆声背后的原因之一。由于来自闪电不同部分的声音在不同的时间到达我们的耳朵，我们听到的不是尖锐的噼啪声，而是更多地是连续的声音。
此外，雷击由多个雷击组成。一项研究发现，平均而言，闪电由 3-7 秒内发生的 3-3 次拍手组成。在这种情况下，来自多个 Claps 的声音可能会重叠并产生一阵裂缝和隆隆声。
除了这些因素之外，雷声还取决于闪电的功率和强度以及它流经的空气通道。
雷声衰减
衰减是导致低调隆隆声的另一个因素。霹雳声由从高到低的频率混合而成。然而，空气吸收和传播距离等因素会削弱这些波。
较高的频率受此衰减的影响最大。当它们传播时，较高的频率会被拉伸和消散。相反，较低的频率相对不受影响。低于 100Hz 的频率时，衰减几乎微不足道。因此，当声音传播很远的距离时，落在我们耳朵上的只是较低的频率范围，这就是隆隆声的音调如此之低的原因
包括温度、风力、湍流、局部地形和分子相互作用在内的几个因素也会影响雷声。例如，如果地形中有许多树木或山脉，声音会反弹并产生回声，从而导致更共鸣的隆隆声。这就是为什么 Thunder 如此不可预测的原因。这在很大程度上取决于环境的状态。
渐渐地，即使是雷声也变得更微弱，直到你听到的只是远处微弱的滚动声。这称为雷霆滚。由于衰减的影响，在距离声源 25 公里以外，很少听到雷声。
因此，雷声以雄伟的巨响开始，然后以微弱的拖曳杂音消失。
我们都知道光的传播速度比声音快。这就是为什么你在看到闪电后不久就会听到雷声的原因。光的传播速度约为每秒 299,792,458 米，这意味着您几乎会在闪电发生时立即看到它。然而，声音需要 3 秒才能覆盖 1 公里，这就是为什么您会很晚才能听到雷声的原因。让我们看看这如何帮助我们计算闪电的距离。
当您看到闪电的那一刻，开始计算秒数，直到听到雷声。由于声音需要 3 秒才能传播一公里，因此将总时间除以 3 即可得出声音传播的距离。
例如，如果您在看到闪电 6 秒后听到雷声。声音传播的总距离为 6/3 =2，这意味着闪电发生在离您 2 公里的地方。这也意味着您是时候避难并保持安全了。俗话说：“雷声咆哮，进屋里！
结论
到目前为止，我们已经讨论了一次雷击产生的雷声模式，但在发生大规模雷暴的情况下，这些现象的发生范围要大得多。
在雷雨期间，大量的云层被排出，从而产生大量的闪电，发出无数的雷声。所有这些波相互影响，为您的听觉娱乐创造出迷人的拍手、裂缝、轰隆和滚动交响乐！
消息来源：科学ABC
