真空其实也可以传声

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文章来自转载，链接附上，初读有种回到天年的味道，正文开始时：

“差之毫厘，缪以千里” ，在科学上尤为如此。

人们常看到这种现象：电磁波能在真空任意传播，但声波却不能。科学家也一直认为声波几乎不可能穿越真空。事实上这是个大误会。我们深入研究后发现，声波同样能穿越 真空传播。这一发现极具研究价值。

声波（Sound wave），是声源振动在媒介中的传播；是媒介粒子偏离平衡态的小扰动的传播。以往，物理学家对声波特征：周期、频率、干涉、衍射等研究很深刻。但对媒介中声波传播的精细过程研究太少。因此，极少有人了解声波穿越真空这一事实。

声波如何穿越真空？首先，从声波如何穿越空气开始。

空气，良好的声波媒介，但稀薄空气就不一样了。当空气稀薄到一定限度后，声波便无法再传播了。为什么呢？这个问题看似简单，实则隐藏着复杂奥妙。

今天，我们就来探寻这个奥妙：稀薄空气为何无法传递声波？

原来，空气分子有两个重要属性：“分子力”和“真空间隙”。

1)分子力：压缩空气会遇到强阻力，这阻力就是空气分子间天然斥力——分子力。它是传递声波振动的纽带。没有分子力的帮助，声波根本无法传播。

2)真空间隙：实验得出，“气态空气体积”是超低温下“固体空气体积”的一千多倍，显然，常态空气的分子距离很大，分子之间存在着小真空。或者说，空气分子之间有较大的空隙——“真空间隙”。因为空气分子斥力，分子间无法直接接触，不能以分子碰撞传递声波振动，必须借助“分子力”，把振动从一个分子传到下个分子上，来实现分声波传递。因此，精细的声波传播过程分为两步：

一、声波振动穿越分子间“真空间隙”；

二、声波振动在每个分子上有短暂滞留、传递过程。

空气中的音速也分解为两部分：

其一，声波振动穿过“真空间隙”时的速度（这部分速度应为光速，因为分子力本质上是电荷力）；

其二，声波在每个分子上滞留、传递时的速度。此速度由分子弹性决定。

决定音速的主要因素是分子弹性，弹性大，音速就大。所以，固体、液体中音速更大。我们终于发现：声波穿过了空气分子间的小“真空间隙”。

但是，声波为何不能穿过稀薄空气间更大“真空”呢？

最关键因素是：分子力变小了。当空气逐渐稀薄时，分子距离拉大，分子力变弱，已无法使声波振动跳过分子间隙。所以，空气的分子力，决定了声波只能穿越小真空。

假如：相距10米的两个分子间，仍能传递声波振动，那么声波就能穿越近似的真空了。

本文还有个重要目的：借声波穿越小真空的事实，更清新理解电磁波穿越真空真正原因。

声波被分子力限制，不能穿过稍大的真空就。电磁波为何不受限制呢？能穿越广阔真空呢？

电磁波的传播奥秘：事实上，电磁波有两种传播方式：有线电磁波（媒介传播）、无线电磁波（真空传播）。

1）有线电磁波（如闭路电视信号）

为了理解清晰，先做一个简单实验：

第一步：把线圈切割磁场一次，线圈自由电子便进退一次，并产生1赫兹电子振荡信号，用导线远距离输出后，输出导线的自由电子迅速传递振荡，于是，电子“进退”信号传遍整个电路。显然，电子成为传递振荡的媒介。

第二步：线圈切割磁场提高到50次/秒 ，即线圈电子“进退”频率50赫兹。同样，导线自由电子会把50赫兹的电子进退信号传递整个电路。

第三步：把导体內电子“进退”频率提高到1亿次/秒（只能用LC电磁振荡器产生了），同时在此信号上加载音频、视频信号，这就变成了有线电视信号了。

从实验可看出，有线电磁波传播与声波传播非常相似，声波以分子为媒介传递声源振动；而有线电磁波以电子为媒介传递电子振荡信号。而且，以电子为媒介有突出的优势：

一方面，电子质量极微小，因此，电子有超高的频率，且激发电子振荡所需能量极小。另一方面，电子间斥力却非常强大，例如：两个电子相距1mm，其斥力F=2.31×10（-22次方）牛顿（按库仑定律计算，计算略）。F能使电子产生2.5×10（8次方）m/s2的加速度。这个斥力对微小电子是惊人的。

2)无线电磁波(真空电磁波)传播过程:

在“LC电磁振动器”中，其电容极板上可轻松储存十万亿个电子，这十万亿个电子能对100公里外的导体电子产生2.3×10(-23次方)牛顿的斥力。这个斥力对导体中自由电子是很强的。因此，当电容极板上十万亿个电子高频振荡时，100公里外导体內自由电子就会共振，获得信号电流。电容极板电子振荡，带动100公里外导体自由电子共振。因此，电磁波也穿越了100公里的广阔真空。

目前，电磁波究竟是什么，科学上还没有令人信服结论，很多学者认为电磁波以光子传播，具有波粒二像性，这对于光来说还好理解，但无线电磁波能轻易拐弯，这就说不通了。电磁波还有待人们深入探索。