宇宙已知和未知的一切
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第三章 派对蛋糕和鸽子

警报响了

随便找一个人,问他对高速公路上飞驰而过的汽车的印象,他肯定会发出这样的声音:Niiiiieeee aaaaaooooowwwww。不要假装你没有听过。

声波是振动物体产生的空气压缩和膨胀。松散的压缩产生较长的波长,被我们的大脑处理成低音;致密的压缩产生较短的波长,相应地会被处理成高音。如果振动物体在运动,事情就变得有趣了。

想象有一辆汽车正在朝你驶来,空气中的振动会被挤压在一起,因为汽车正在驶入自己的声波。随后,你的耳膜每秒接收到大量的压缩,你听到了一个高音。

然而,如果汽车正在远离你,脉冲就会被拉长,因为汽车正在远离自己的声波,你的耳朵会把它解释成低音。当救护车和消防车高速驶过你身边的时候,有时你会注意到这种现象。它们的鸣笛声似乎变得“低沉”。

这种现象叫“多普勒频移”,可以在任何一种波上观察到。光表现得像一种波,把能量从一个点传递到另一个点,所以当物体靠近你或远离你的时候,它不仅听起来不同,看起来也不同。

如果我向你扔一个发光的电灯泡,光波到达你的眼睛时会稍微被挤压,从而产生一束“高音”光,你的眼睛感受到的是蓝光或紫光。你把电灯泡丢回来,现在到达你眼睛的光波会被拉伸,创造一束“低音”光,也就是红光。

但是,不同于声音明显的音调变化,光的多普勒频移十分微妙,你的眼睛不够灵敏,因而无法察觉。相邻光脉冲之间的距离约为百万分之一米,这意味着要注意到这种效应,除非物体的移动速度非常快,达到星际速度。