为什么声音会有最大值？如果超过能量极限，声音会变成什么？

相信很多人都听过“狮吼功”这门武林绝学，它运用发声吐气的方法让敌人瞬间失去战斗力，仅靠声音就能够让对方不战而败。

今天我们讲述的主题便跟这门功夫有关，它就是“声音”。

声音的形成与传播

物体振动时会产生声波，它们通过介质（气态、液态、固态）向外界传播，在被人和动物的“听觉器官”感知之后，就形成了“声音”。

在大部分人的认知之中，声波的传播过程就像是“一个波浪”，类似于这样。

但事实上并不是，声波的传播其实是以纵波的形式进行

它是一个处于“正常压强”中，上下波动的“压力波”。

压力波的振幅越高，波长就会越短，音高则会变高，我们常会用“赫兹”来计量振幅的频率，我们耳朵的构造，所能听到的频率在20赫兹到20000赫兹之间，不过每个人的听觉底线并不相同。

有的人可以听到低于20赫兹的声音和高于20000赫兹的声音，但是超过20000赫兹的声音，对我们的身体并不健康。

当你听到超过20000赫兹的声音时，就会感觉各种不同的噪音灌入你的耳朵之中，这会引起头晕、耳鸣等等一系列不适的反应。

因此按照常理来讲，声音变大只有可能听不见，不可能会有“最大值”，因为能量越大，振动越强，波长变短，声音就会越大。

那么“最大的声音是194分贝”这种说法的根据是什么呢？

分贝

在解答之前，我们首先要知道“分贝”的概念，分贝是用来测量声音的单位，它是以美国发明家亚历山大·格雷厄姆·贝尔，的名字而命名的，电话就是这名发明家的作品。

在最开始的时候声音的单位是“贝尔”，而不是现在的“分贝”，但是贝尔的单位实在太过于粗略，单位太大了，不方便人们描述声音的响度，于是才定义了新的单位“分贝（db）”，它全称为“decibel”，它在拉丁文中的含义为“十分之一贝尔”。

在拥有了它之后，人们可以更好地来形容声音的大小，并且将它们分为了以下几种程度。

在这里要提一点：对于分贝单位的大小来讲，每增加10分贝，音量就会比之原来增加一倍，所以显示的数字虽小，但是它们却是完全不同的音量，因此不要小看194分贝，它所包含的能量非常大。

为什么声音会有最大值

在上述之中讲到，声音的传播需要“介质”，因为声波的产生必须要借助“介质分子之间的碰撞”。

而声音的大小则是介质的压强大小在基础状态中上下振荡的幅度，也就是“空气的挤压与拉伸”。

当声压达到低压区的最理想状态“真空”时，“真空”中并没有粒子，无法振荡，没办法产生声音。

此时声波纵波的振荡达到了最低点，那么与之相对的最高点，也无法在变高，如果再高就不符合声波“平衡位置附近振动”的形成基础了。

因此声音是有最大值的，并且是可以通过计算来得出，当振荡处于最低点达到真空时，此时的振幅等于标准大气压强（101325帕斯卡）。

振动时气压的压强最小值为0帕斯卡，振幅的最高点为2倍的标准大气压，也就是（202650帕斯卡）。

运用分贝的运算公式：Gp=20×lgP/P0，我们可以得出此时的声压级为194分贝，因此理论上来讲，在地球的标准大气压强下，声音不可能会超过194分贝。

一旦超过最大值声音会变成什么

不过这不代表不会发生意外，当能量足够大的时候，声音就会超过194分贝的限制，只不过此时的声音将不再是声音，而是一个“冲击波”。

当声波纵波的振荡达到了最低点和最低点，声音无法在空气中传播之后，剩余的能量将不会继续在空气中产生振荡，而是压缩空气，推着空气走。

它们会逐渐形成一个“超压缩气体”，这个气体会摧毁一切它们所碰到的东西，直到能量消耗完。

如果人处于这个环境之中，“超压缩气体”会无情的碾碎我们身上所有的骨头和器官，根本无法抵抗这股力量。

超过声音最大值的真实事例

人类曾创造过超过“194分贝音量”的事件，它就是发生在二战时期时的“广岛原子弹事件”，美国向日本投掷的这枚原子弹，它爆炸产生的能量相当于2万吨“TNT炸药”的能量。

它造成的危害是人类无法抵挡的，人们不仅受到了严重的核辐射，还有爆炸和声音产生的“冲击伤”。

在1883年8月27日时，大自然爆发了人类历史上最大的火山喷发之一“喀拉喀托火山爆发”，此次爆发了相当于2亿吨“TNT炸药”的能量瞬间释放，这些能量引发了数次地震、海啸，有36000多人死于这场灾难之中。

并且爆炸所产生的音量也非常的大，让远在4800公里之外的毛里求斯岛都可以清楚地听见爆发的声音。

更有一个英国的船长描述道：他们处于100多公里以外的地方，船上的成员仍然感到耳膜破裂。

也就是说此时的声音很有可能已经超过了170分贝，100多公里之外的声音都达到了170分贝，更不用说爆炸中心了。

不仅如此，此次爆炸还产生了强大的“次声波”，在上文中我们提到了人耳所能听到的频率在20赫兹到20000赫兹之间，在这个频率之间，叫作“可听声”，高于20000赫兹的声音叫作“超声波”，低于20赫兹的声音是“次声波”。

在这里要讲述一个小知识：声音的频率会引起共振。

我们在电视中，可以看到一些声乐家用声音震破玻璃，这就是因为声音的频率和固体本来拥有的频率相近，引起了共振，从而震碎了玻璃。

而“次声波”的频率和人体器官的频率十分的相近，也就是说长期处于这个环境我们的身体里的器官，会与次声波发生共振，它们会危害到我们的身体。

结语

综上所述，在地球正常的气压之下，声音最高只能达到194分贝，如果超过了这个数值，声音就不会在只是纯粹的声音了，而是“冲击波”。