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李白写春夜洛城闻笛的名句赏析(春夜洛城闻笛名

李白写春夜洛城闻笛的名句赏析(春夜洛城闻笛名,

文 猎户悬臂 校对 丹丹

春夜洛城闻笛

唐 李白

谁家玉笛暗飞声,散入春风满洛城。

此夜曲中闻折柳,何人不起故园情?

理工科思维另类解读古诗词(4)——春夜洛城闻笛

春风化雨,带着丝丝泥土的芬芳在夜空中弥漫,挤入门窗。推开窗户,春风中似乎若隐若现夹杂着一缕笛曲,乐曲随着香风散落在洛阳城的每一个角落。侧耳倾听的时候似乎又寻不见踪迹,望向天空,目光穿过虚无,似乎看到了故乡,乐曲便又在脑海中回荡起来。

若隐若现的笛声勾起了作者的思乡之情,这声音似乎传遍了洛阳城的每一个角落,让人寻不见也躲不掉。这固然是作者的夸张致辞,以凸显自己的乡愁,但是本文想本着科学的态度较个真,探讨一下,笛声传遍洛阳城的可行性。

首先要明确声音的概念,究竟什么是声音?发声体产生的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。声波借助各种介质向四面八方传播。声音本质是一种振动,这种振动借助某种介质(通常情况下是空气)传播至人耳,人们便听到了声音。

大家应该都听说过分贝、声强、声速、音高、音频等这些和声音有关的概念和术语,通过这些概念的定义、分析和计算,我们可以具体地计算出声音传遍某一片区域所需要的条件。但是这样的计算过程没有两三页A4纸的公式计算和推导是说不清楚的,想必多数人也没有闲情逸致去看这繁杂的计算。

今天,我就化繁为简,根据一些常识性的分析,大体估计一下“散入春风满洛城”的代价。

前面说了,声音本质就是传到耳朵里被听神经感受到的声波。而这个波是有发声体振动产生的,激发发声体振动需要一定的能量,声波的波动与传播也是能量的传递过程,这些能量被耳朵接受并感受。所以我们可以把发声到听见分成能量的产生、能量的传递和能量的接收三个环节。

我们必须有足够的能量才能激发发声体产生够强的振动,并传递至足够远的地方。

发声体被激发振动后,振动以波的形式,以发声体为圆心向外扩散,扩散范围是以发声体为圆心的球体。为了简化问题,便于分析,我们做出如下假设:

1.声波传播过程不发生任何形式的衰减;

2.吹笛人处于洛阳城的最中央;

3.洛阳城的范围恰好是正圆形。

通过查阅资料,我发现盛唐时洛阳城的面积为5多平方公里,按照假设,洛阳城是圆形,则洛阳城的半径就是4000米左右,洛阳城体积约为:

理工科思维另类解读古诗词(4)——春夜洛城闻笛

我们要保证在球体内每一处都能听到声音,这就需要计算出该声波传递至听者处的能量,结合体积,即可分析出大致的总能量。这样需要知道振幅、频率、声速、距离等一系列不确定的变量,计算过程仍然复杂。

于是我们换一个思路,假设在某处恰有一个人在倾听,我们只要估计出人恰好能听到的最低声音所需的能量即可。

所以我们先来了解一下人是如何听到声音的。人耳的结构如下图所示

理工科思维另类解读古诗词(4)——春夜洛城闻笛

当声波进入耳道,激发鼓膜发声振动,鼓膜牵动听小骨,听小骨将振动传播至内耳,引起内耳毛细胞的兴奋,这种神经兴奋沿着听神经径路刺激大脑听觉中枢,我们就听到了声音。

理工科思维另类解读古诗词(4)——春夜洛城闻笛

在这里,鼓膜起到了将声能转化为机械能,再传导给耳蜗和听神经。因此,我们只要估算出鼓膜振动的能量,就可以进一步地反向推算出发声体的能量。

通过查阅资料,我们知道,人能感受的最弱的声音强度约为0.0002达因/平方厘米,也就是在没平方厘米的面积上,耳朵能感受到的最低的声压为0.0002达因,一达因为0.00001牛,在这样一个力量的作用下,鼓膜会发生一次微小的振动。

中学物理学过,功(或者说能量)的表现之一就是物体在力的作用下发生位移,那么鼓膜发生的这个微小运动,能量究竟有多大?我没有查到具体的数值,但是可以大致估算一下。

理工科思维另类解读古诗词(4)——春夜洛城闻笛

下面可以反向推断声源的能量了。包含整个洛阳城的球体体积约为267立方千米,要在这么大的体积内任何一个位置上的人都能听到声音,就要保证鼓膜在这个球体内任何一个位置都能接收到前面计算的那个能量值。在这样一个体积内容纳鼓膜的数量乘以前面计算的能量就得到了发声体的总能量。

通过查阅资料,我的知道鼓膜介于鼓室与外耳道之间,是一个中心微向内凹陷,椭圆形,半透明的薄膜,高约9mm、宽约8mm、厚约0.1mm。其面积为85平方毫米,有效振动面积为55平方毫米。这样我们就可以计算鼓膜的体积了。

理工科思维另类解读古诗词(4)——春夜洛城闻笛

这也就是10000千焦的能量

在这里再增加一个假设,发声体在洛阳城最中央,球体只包含地面以上的半球体,并且本来向下方传递的能量全部无损地反射回上半球,我们的假设增加为四条:

1.声波传播过程不发生任何形式的衰减;

2.吹笛人处于洛阳城的最中央;

3.洛阳城的范围恰好是正圆形;

4.地面会无损地反射声波。

在此情形下,所需能量变为原来的四分之一,即2500千焦。这个能量有多大呢?它能够驱动一辆越野车行驶1公里之远,注意这是在绝对理想的条件下,即声音的传播没有任何损耗,同时不存在衰减,所有的声音都传入人耳,不会被障碍物遮挡吸收等等的条件。

而这是越野车行驶一公里的能量仅仅能让鼓膜细微地颤动一下,在人耳唤起刚刚能够感受到的声音。人耳能听到的声音的频率范围是20-20000赫兹,也就是说每秒来回振动至少20次,这样以来,1秒钟“满洛城”的声音足够驱动越野车行驶20公里,听个两分钟的曲子,至少能开2000公里了。

最后看一下笛子的结构

理工科思维另类解读古诗词(4)——春夜洛城闻笛

要在这样一个腔体里吹出驱动器车跑2000公里的能量,即便放在现代也是难以挑战的技术难题。

笛身由强相互作用力结合的材料制成,原子被禁锢在绝对零度,笛腔内装有微型核聚变装置。。。。。。如果我们把古诗当成科幻小说来看,会不会别有一番情趣?

理工科思维另类解读古诗词(4)——春夜洛城闻笛

《李白写春夜洛城闻笛的名句赏析(春夜洛城闻笛名》:等您翻牌子呢!

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