第二章
小巷深處的腳步聲
夜晚，一個人在小巷裏行走，除了自己的腳步聲以外還會聽見一種“咯咯”的聲音，好像有人跟著似的，總讓人有點提心吊膽，莫名緊張起來。
其實，你隻要懂得了其中的科學道理，就不會再疑神疑鬼了。人在地麵上走，會發出腳步聲，腳步聲碰到小巷兩側的牆壁，就像皮球似的被彈回來，形成回聲。大白天，人來人往，回聲被來來往往行人的身體吸收了，或者被周圍的嘈雜聲淹沒了，因此隻能聽到單純的腳步聲。
在夜深人靜的時候，情形就不同了。這時，人在小巷裏走，除了聽見自己的腳步聲，還能夠清晰地聽到小巷兩側牆壁反射回來的回聲。小巷很窄，腳步聲的回聲碰到牆壁後，還會繼續發生反射，巷子越窄，反射的次數也就越多，這時可以聽見一連串“咯咯”的回聲，這叫做顫動回聲。
在我們生活中，任何現象和事物都包含有一定的科學道理，隻要你平時做個有心人，多開動腦筋，就會從你的身邊，學到更多的科學知識。
用超聲波清洗精密零件
隨著科學技術的發展，“精密零件的清洗工作也越來越重要。對於那些形狀複雜、多孔多槽的零件，像齒輪、細頸瓶、注射針管、微型軸承、鍾表零件等，用人工清洗，既費時又費力。對於一些特別精密的零件，像導彈慣性製導係統中齒輪等部件，不允許沾染一點汙垢，用人工清洗又難以達到清洗標準。
如果請超聲波幫忙，問題就能迎刃而解。隻要把待洗的零件浸到盛有清洗液（如皂水、汽油等）的缸子裏，然後再向清洗液裏通進超聲波，片刻工夫，零件就洗好了。
超聲波為什麼有這種本領呢？
原來，清洗液在超聲波作用下，一會兒受壓變密，一會兒受拉變疏，液體可受不了這番折騰，在受拉變疏時會發生碎裂，產生許多小空泡。這種小空泡一轉眼又會崩潰，同時產生很強的微衝擊波。這種現象在物理學上叫空化現象。因為超聲波的頻率很高，這種小空泡便急速地生而滅、滅而生。它們產生的衝擊波就像是許許多多無形的“小刷子”，勤快而起勁地衝刷著零件的每一個角落。因此，汙垢很快就被洗掉，絕對令人滿意。如洗手表，人工洗要一件件卸下來，功效很低。用超聲波洗隻要把整塊要芯浸到汽油裏，通進超聲波，幾分鍾就能洗好。
火車的汽笛聲為何會變調
自然界有各種各樣的聲音，有的聲音高，有的聲音低，我們就說它們的音調不一樣。音調高的聲音，振動的頻率就高，例如吹哨子聲音，音高就高，聽上去比較尖；音調低的聲音，振動的頻率就低，例如打鼓的聲音，音調就低，聽起來比較低沉。
火車汽笛聲的音調應該是固定的。但是，細心的人會發現，火車駛來時，汽笛聲要尖一些，也就是說音調要高些；開過以後，汽笛聲就變得低沉些，也就是說音調要低些。
這是什麼緣故呢？
問題的關鍵在於聲源和觀察者之間有相對運動。本來汽笛聲有一定的頻率，聲波中的“疏”和“密”是按一定距離排列的。可是當火車向你開來時，它把空氣中聲波的“疏”和“密”壓得更緊了，“疏”和“密”的間隔更近了。因此，相對於觀察者來說，就是聲音的振動頻率加快了，音調也就高了，聽到的聲音就尖一些；當火車離開你時，它把空氣中聲波的“疏”和“密”拉開了，“疏”和“密”的間隔遠了，因此，相對於觀察者來說，就是聲音的振動頻率減慢了，音調也就低了，聽到的聲音就變低沉了。火車的速度越大，音調的變化也越大。天天和火車打交道的鐵路工人，有著這方麵的豐富經驗，他們能從汽笛音調的變化，估計出火車的快慢和行駛的方向。
在科學上，當波源與觀察者有相對運動時，觀察者接收到的頻率和波源發出的頻率不同的現象，叫做多普勒效應。汽笛音調的變化是多普勒效應的一個實例。
在天文學上，根據多普勒效應，可以準確地計算出天體相對於地球運動的速度。人造衛星的運動速度也是利用多普勒效應測定的。人體血管中的血流速度也可利用多普勒效應測定。
貼在鋼軌上聽遠處的火車聲
要知道遠處是否有火車駛來，有經驗的鐵路工人或旅客往往將耳朵貼在鋼軌上傾聽。如果聽到聲音，火車不久就會呼嘯而來。這是為什麼呢？原來，這與聲音的傳播速度有關。
我們知道，聲音的傳播是有一定的速度的。但在日常生活中，比如，你和家人麵對麵地交談、欣賞電視節目等等，好像聲音一發出，你就聽到了。這是由於聲源（發出聲音的物體）離我們太近了。如果聲源離我們遠些，比如，看遠處的打樁機施工，你就不難發現，汽錘落定後隔一瞬間，你才能聽到汽錘與木樁相撞的聲音。
聲音的傳播不但有一定的速度，而且在不同的介質中，聲音傳播的速度是不同的。例如：聲音在空氣中大約每秒鍾能跑340米；聲音在水中的傳播速度就達到了1440米／秒；聲音在鋼軌中的傳播速度更快，大約是5000米／秒。而火車的時速一般為100～200千米，也就是說，火車的速度一般在60米／秒之內，比聲音在鋼軌中的傳播速度慢得多。如果距離我們5000米處有一列火車駛來，火車開到我們麵前，需要80多秒的時間；如果站立著聽，將近15秒才能聽到火車的聲音；如果將耳朵貼在鋼軌上，隻需1秒左右就能聽到隆隆的火車聲。