這種奇怪的現象並非僅此一例。1815年6月，在著名的滑鐵盧戰役中，戰鬥打響以後，部署在戰場附近的25千米處的格魯希軍團竟無一人聽到炮聲，因此沒能按作戰計劃及時趕來支援拿破侖，而在更遠的地方，隆隆的炮聲卻清晰可聞。
1901年2月2日，為了悼念維多利亞女王的逝世，倫敦城裏隆重地鳴放了禮炮。整個倫敦城都聽到了轟隆隆的炮聲，但是四周的郊區卻一點聲音聽不到。而更奇怪的是，在145千米以外的遙遠的村莊，村民們卻清楚地聽到了炮聲。聲音怎麼能“跳”過倫敦郊區而傳到145千米以外的地方去呢?還有一次，人們在位於瑞士和意大利交界處的阿爾卑斯山的一條鐵路隧道裏，爆炸了28噸炸藥。震耳欲聾的爆炸聲飛快地傳了出去，但30千米處的人卻聽不見爆炸聲，而遠在160千米以外的德國人卻清楚地聽到了這次爆炸的巨大聲響。人們迷惑不解，聲音怎麼能像“跳遠”似的傳播呢?
這要從聲音的傳播形式談起。聲音是以聲波的形式向四周傳播的。我們說話的聲音在近的地方可以清楚地聽到，在較遠的地方就聽不清楚了，這是因為聲波在傳播過程中會受到散射，強度會逐漸減弱。我們在空曠的房子裏講話會聽到回聲，在山穀裏呼喊也會聽到回聲，那是聲波遇到障礙物時產生反射的原因。也許你以為，聲音隻有遇到堅硬的障礙物才會反射。其實不是這樣的，柔軟的物體，像空氣等，也會反射聲音。聲波在傳播過程中經過溫度不同或者所含的水蒸氣數量不同的空氣團時，就會發生折射或者反射現象。它在溫度均勻的空氣裏，是筆直地往前跑；一碰到空氣的溫度有高有低時，它就盡揀溫度低的地方走，於是聲音就“拐彎”了。
大炮的轟鳴發射出半球形的聲波，聲波一麵擴散，一麵從地麵上升。通常情況下，空氣溫度隨著高度的升高而逐漸降低，那麼聲波從地麵傳播出去，一部分聲波發生折射，傳播方向向上彎曲，逐漸被吸收，到達一定高度後就消失了；一部分聲波沿地麵前進，於是，在聲源四周相當大的範圍內可以聽到炮的發射聲。當聲波傳播到一定距離以後，強度減弱，超過聲源一定的半徑範圍，就聽不到炮聲了，但是，空氣溫度和濕度的變化並不總是像通常情況下那樣均勻而有規律。當在某一地區的空氣密度變化不規則時，聲波就會發生不同於正常條件下的折射和反射，導致某些離聲源很近的地區聽不到聲音。
在地麵上空10～15千米的高度，大氣溫度不僅停止降低，反而隨著高度的增加而逐漸升高，在50千米處升溫達到最大值，原因是該處的臭氧層從太陽光中吸收了強烈的紫外線輻射，使溫度升高了。猛烈的爆炸聲和大炮聲能產生足夠強的聲波，當傳達到10～15千米的高度，遇到這層較暖和的空氣層時，就被反射回地麵。聲波在反射回地麵時，已經遠離了聲源的位置，所以在很遠的地方反而聽到了禮炮聲和爆炸聲。看起來聲音好像會“跳遠”似的“跳”過一段距離再傳播，實際上是空氣對聲波反射的結果。
當然，並不是經常會發生上麵我們所說的情況，隻有聲音強度足夠大，大氣條件也合適時，才會發生聲音的“跳遠”現象。
聲音的這些特性，會造成一些有趣的現象。在炎熱的沙漠裏，地麵附近的溫度極高，如果在50～60米以外有人在大聲呼喊，別人隻能看見他的嘴在動，卻聽不到聲音，這是由於喊聲發出後，很快就往上拐到高空中去了。相反，在冰天雪地裏，地麵附近的溫度比空中來得低，聲音全都沿著地麵傳播，因此人們大聲呼叫時，能傳播得很遠，甚至在1000～2000米以外也能聽見。
多普勒效應多普勒，奧地利物理學家，數學家和天文學家。
1803年出生於奧地利的薩爾茨堡，父親是一名石匠。父母本來期望他子承父業，可是他自小體弱多病，無法當一名石匠。他們接受了一位數學教授的意見，讓多普勒到維也納理工學院學習數學。多普勒畢業後又回到薩爾茨堡修讀哲學課，然後再到維也納大學學習高等數學、天文學和力學。
畢業後，多普勒留在維也納大學當了四年教授助理，又當過工廠的會計員，然後到了布拉格一所技術中學任教，同時任布拉格理工學院的兼職講師。
到了1841年，他才正式成為理工學院的數學教授，任教期間，多普勒開始致力於科學研究。
1842年的一天，多普勒帶著女兒正在鐵路旁散步，正好趕上一列火車從他們身旁疾馳而過。多普勒止住腳步，靜靜地傾聽著火車發出的美妙聲音，他發現火車從遠而近時汽笛聲變響，音調變尖，而火車從近而遠時汽笛聲變弱，音調變低。
“這麼奇怪，這是什麼原因呢?”多普勒對這一現象非常感興趣，他決定對此進行研究。他發現這是由於振源與觀察者之間存在著相對運動，使觀察者聽到的聲音頻率不同於振源頻率的現象，這就是頻移現象。
於是，多普勒把自己的發現寫成了論文並發表，文中明確指出：當波源和觀察者有相對運動時，觀察者接收到的波頻會改變。在文中，他誤將光波當作縱波，但是，多普勒效應這個結論卻是正確的。由於當時缺少實驗設備，多普勒並沒有通過實驗對這一發現進行驗證就去世了。後來，人們為了紀念他，便以他的名字把他的這一發現命名為“多普勒效應”。
多普勒效應的提出在當時引起了巨大的反響。從1845年起，便有人利用聲波來進行實驗。他們讓一些樂手在火車上奏出樂音，請另一些樂手在月台上寫下火車逐漸接近和離開時聽到的音高。
實驗結果最終證明了多普勒效應的存在。
1850年，多普勒成為維也納大學物理學院的第一任院長，可是三年後，他就在意大利的威尼斯去世，年僅49歲。
一生之中，除了對聲波的研究，多普勒的研究範圍還包括光學、電磁學和天文學，他還設計和改良了很多實驗儀器。
多普勒去世了，但他的科學成就使他聞名於世，尤其是對多普勒效應的發現。
多普勒效應在科學技術中有廣泛的應用。天文學家觀察到遙遠星體光譜的紅移現象，可以計算出星體與地球的相對速度；裝有多普勒測速儀的警車有時就停在公路旁，在測速的同時把車輛牌號拍攝下來，並把測得的速度自動打印在照片上；醫生向人體內發射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射後又被儀器接收，測出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度。這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心髒、大腦和眼底血管的病變。
萬能的超聲波在1914~1918年的第一次世界大戰期間，法國和美國的海軍遭到德國潛水艇的襲擊而蒙受了很大損失。由於海水擋住了人們的視線，海麵上的艦艇稍不注意就要吃虧。有什麼辦法能夠預先發現潛水艇的行蹤呢?
電磁波在空氣中能夠傳得很遠，可是，電磁波進入海水中，傳不了多遠就會被海水吸收掉，所以不能使用靠電磁波工作的雷達在大海中搜索。
1918年，法國科學家郎之萬首次用超聲波偵察潛水艇，獲得了成功。
超聲波在水中能夠按著一定的方向直線前進，它能夠傳到幾千米、幾十千米、甚至幾千千米以外。而且它又能形成射束，聚成很窄的一束，向一個方向傳播。如果它在海洋中沒有遇到什麼障礙，就一直前進，並消失在海洋中。當它在中途遇到障礙物時，就會有一部分能量按原方向反射回來。因此，當接收到回聲訊號，經過放大送到顯示器，就可以立刻顯示出目標的距離和方位。
根據這個原理，超聲波不僅能發現潛伏在茫茫大海裏的潛艇，還能“看見”隱藏在海底的暗礁、淺灘和沉船，在大霧中提醒船長哪兒有冰山。
由於魚群能反射超聲波，超聲波還能幫助人們尋找魚群，增加捕魚量。
發射和接收超聲波的設備叫“聲呐”，聲呐被稱為伸向海洋的“耳朵”。
與電“交流”的特斯拉尼古拉·特斯拉於1856年7月出生於南斯拉夫的克羅地亞。他從小就對發明創造懷有濃厚的興趣。1876年，在格拉茨奧地利工藝學校的學習就要結束時，特斯拉迷上了電氣機械。當時，實驗室裏有一台直流電設備，既可以作電動機又可作發電機。他饒有興趣地研究了這台有技術毛病的機器，大膽地向物理學教授建議，隻要改用交流電，這台設備就可以有效地改進。盡管遭到教授無情的嘲笑與反駁，特斯拉並沒有灰心喪氣，他認為自己的思路是對的，繼續堅持不懈地尋找著自己的答案，為日後的發明創造奠定了堅實的理論基礎。1880年，特斯拉從布拉格大學畢業。為了謀生，特斯拉不得不來到布達佩斯，在一家電報局搞繪圖工作。
一天午後，特斯拉又去散步，西沉的太陽使他不禁沉浸其中。忽然，思想像閃電一樣湧現，頃刻間真理被揭示在麵前：他發現了旋轉磁場原理(製造交流電動機的理論基礎)，問題的答案終於找到了。特斯拉沉浸於發明各種新型交流發電機的狂喜之中。但由於沒有資金來製造發電機原型，特斯拉隻好安心於電報局的工作。
1882年，特斯拉發明了交流電，製造出世界上第一台交流發電機。從此之後，他就致力於交流電的推廣工作。1884年，他來到紐約，投身到著名發明家愛迪生的公司工作，試圖說服愛迪生采用他的交流電係統，結果遭到拒絕。為了推廣自己的交流發電機，特斯拉隻好離開愛迪生公司，另尋讚助。離開愛迪生之後的特斯拉找到了一位精通電流知識的夥伴——實業家喬治·威斯汀豪斯。
他們合作得非常成功，在不到一年的時間，特斯拉便將交流電引向了實際的應用當中。1888年，特斯拉發明了交流電傳送係統，終於在實踐上完成了人類利用交流電的重大技術突破。
此後，人們在應用中不斷地改進發電機。電能開始以量大、廉價的優勢而贏得青睞，電力工業也因此而得到迅速的發展。
捉拿罪犯的憑證實際生活中，每個人說話都有自己的特點，也就說明每個人的聲紋各不相同。目前，許多國家都已把聲紋鑒定作為辨認犯罪嫌疑人的重要手段。下麵就有這樣一個故事：
“丁零”，“丁零”……日本佐賀縣唐津警察署值班室的電話鈴聲驚醒了昏昏欲睡的值班警察。
“喂!聽著，蠢貨!你們很惦記我吧?”他毫不客氣地問道，接著通報了自己的姓名，並說：“我又要去辦事了……”警察署的值班警察立即明白了這是怎麼一回事。
最近城裏接連發生了幾起重大案件，雖然進行了偵察，但毫無結果，因此值班警察竭力拖延談話時間，以便把陌生人的談話錄在磁帶上，錄得越長越好。可是罪犯是一個狡猾的家夥：“我知道你在轉錄……”話沒說完，他就把電話掛上了。
電話錄音很快送到了日本音響研究所所長鈴木鬆美處。鈴木將聲音輸入了聲音分析器，過了一會兒，得到一幅不同頻率的聲音強度分布曲線圖，這就是聲紋圖。又經過他的鑒定處理，很快地確定了罪犯的聲紋圖。
下一步該做的是，根據聲紋圖計算“編目相關函數”，把得出的數據與計算機內貯存的聲紋檔案進行比較。結果鈴木輕而易舉地向警方提供了罪犯的身份。在現代科學技術的協助下，警方很快將罪犯抓捕歸案。
利用聲紋圖為什麼能破案呢？這是因為，一個人自從十幾歲變聲後到五十多歲，他的聲紋是基本不變的。
而且每個人的發音器官、發音習慣各有特征，所以聲紋就如同指紋、唇紋一樣，也是一個人的特殊標記。一個人無論怎樣改變自己的發聲，從聲紋圖上仍能找出其特有的標記。
聲紋分析是借助電子計算機進行的，它能從亂糟糟的噪音中將需要的聲紋分揀出來。鈴木發明的聲紋鑒定裝置，能在3～4秒之內，從45000個不同的聲音中辨別出每一條連續的聲紋，把聲音清晰地描畫出來，準確率達到90％。然後計算得出數據與聲紋檔案比較，就能分辨出聲音真假，準確率達99％。
在科學高度發達的今天，聲紋學日益得到了人們的重視。它不僅可以用在偵破案件上，而且也在其他領域發揮更多的作用。比如，海洋學家可以利用辨音儀研究海中動物的聲音；生物學家可以用它來分析除人類之外的高級動物的語言；精神病醫生可以用它來測知病人的感情和精神狀態等。
在醫療診斷上，辨音儀的應用更具有特殊的意義。
人體內的各種聲音，如脈搏、呼吸、心髒跳動及橫膈膜的共鳴等，都是健康的重要標誌。倘若有某一點不正常，就顯示了病患的存在。用辨音儀測得患者的音譜，與正常狀況的音譜相比較，一下子就可以看出病患之所在，較聽診器診斷準確多了。
我們深信，在不久的將來，聲紋學將在其他諸如語言研究等方麵也會得到廣泛的應用。
夜半鍾聲到客船唐代詩人張繼在《楓橋夜泊》中寫道：“姑蘇城外寒山寺，夜半鍾聲到客船”。
從此，詩韻鍾聲，膾炙人口，寒山寺因此名揚天下。寺院曆經滄桑，張繼詩中所詠古鍾早已失傳，明嘉靖年間所鑄寺鍾傳說流入日本。光緒三十一年(1905年)寒山寺重修時，日本人士募鑄仿唐式青銅乳頭鍾送歸，現懸於大殿右側。
《楓橋夜泊》這首詩不僅在我國為人們所熟悉，在日本也廣為流傳。許多日本人夢寐以求能在除夕聆聽寒山寺鍾聲。1980年12月下旬開始，有500多名日本朋友陸續來到蘇州，等待聆聽除夕鍾聲。
日本民間相傳，除夕之夜敲鍾108下，就能除盡人世煩惱，迎來錦繡前程。除夕晚10點整，日本朋友一批批來到寒山寺，午夜11點40分，寒山寺性空法師走上鍾樓，敲響了新年的鍾聲。當鍾聲響到108下的時候，正是元旦零點整。頓時，日本朋友歡呼雀躍，簡直高興極了。
《楓橋夜泊》這首詩，除了描寫了深秋時節蘇州城外的景色和旅客的心情，還道出了一個有趣的物理現象。
楓橋與寒山寺相隔幾裏遠，到了深夜卻能清晰地聽到它的鍾聲。是因為夜深人靜，所以鍾聲特別清晰嗎?
有點關係，卻也不全是。真正的原因要從空氣裏去找。
我們知道，大氣的底部是對流層，對流層中空氣的溫度隨著高度的升高而遞減。對流層的厚度一般有10多千米。再往上就是平流層，在平流層的底部一直到離地麵50千米左右的地方，形成了一個溫度隨高度遞增的區域，稱為逆溫層。升到50千米以上，氣溫再次下降，在80千米處取得第二個極小值，然後又繼續上升，這是第二個逆溫層。
由於聲音在空氣中傳播的速度隨溫度的上升而增大(更確切地說是與溫度的平方根成正比)，在對流層中，由於溫度隨高度的升高而遞降，所以聲音的傳播路線向上曲折，使大量聲波能量散失在空中，這樣，在距離聲源稍遠的地麵就聽不到聲音，這裏就是靜區(或稱影區)，但往上傳播的聲音到達對流層的頂部和平流層的底部時，我們知道這裏存在逆溫層，於是聲波的上部比下部傳播得快，所以聲波往下曲折。這樣聲波又被反射回到地麵，於是在距離聲源更遠的地麵上又能聽到聲音，這裏就是響區。由於地麵的強烈反射，上述的過程又能重複，這就是靜區和響區相間的原因。“夜半鍾聲到客船”，正是這種情況。