為什麼大雨聲聽著沉悶，而小雨聲清脆？
儘管我們從小到大早已熟悉了各式各樣的雨聲，可是，你是否留意過，雨聲的音調其實並不相同。下大雨時，聲音會顯得沉悶；而下小雨時，尤其如"梧桐更兼細雨「的一夜秋雨，聲音"點點滴滴」，是那般的清脆淅瀝。
科學家們將聲波探測儀放在水下，記錄不同直徑雨滴產生的聲音頻率，獲得了一系列有趣的發現。用科學的手段，解釋了雨聲產生不同音調的原因。經過仔細研究，科學家們發現原來雨滴的直徑與音調有密切的關係。
不同直徑的雨滴，落到水面後，會產生不同尺寸的氣泡。小氣泡的振動頻率高，聲音「尖利」；而大氣泡的振動頻率低，聲音「雄渾」。不同氣泡的聲音交雜在一起，伴隨著雨滴落在水面的撞擊聲，演奏了一首「雨中交響曲」。
當天空飄著毛毛細雨，雨滴的直徑小於0.8毫米時，雨滴落在水面的撞擊是如此之輕，以至於水面「紋絲不動」。「隨風潛入夜，潤物細無聲」，這個尺寸的細雨，幾乎不發出任何聲音。
當雨滴直徑更大一些，達到0.8-1.2毫米時，這時的雨滴就會產生淅瀝瀝的音效了。科學家發現這時雨滴與水面的撞擊仍很輕，不會產生聲音。但這個尺寸的雨滴會在水中產生小氣泡。而聲音的來源，正是這些小氣泡。
這些小氣泡的尺寸比較相近，因此產生的振動頻率也相似。經過科學家們的測量，0.8-1.2毫米的雨滴落入水面後產生的氣泡，會發出13000-25000Hz的振動頻率，正好在人耳的聽力範圍內（20-20000Hz）。而且，這個聲音非常響。人類在下雨時，聽到的絕大多數聲音，正是這個尺寸的雨滴產生的。
當雨滴變得更大，雨滴直徑在1.2-2.0毫米時，奇蹟出現了。雨滴居然又變得非常安靜。因為這個尺寸的雨滴並不會在水下產生氣泡（至於為什麼，小編也不知道，科學家就是這麼說的...），雨滴聲僅來源於雨滴撞擊水面的聲音，而這個聲音比氣泡振動產生的聲音小多了。
對於更大的雨滴，尤其是像rain dog and cat這樣的傾盆大雨，雨滴直徑甚至可以大於3.5毫米，這時聲音有2個來源：撞擊聲與氣泡聲。
大雨滴強而有力地濺在水面上，把大量的空氣帶入水中形成大大小小的氣泡。其中，大氣泡形成低頻率的振動聲，範圍在1000-10000Hz。因此，下大雨時，我們往往會聽到很沉悶的雨聲，就是這個緣故。
同時，還存在大量的小氣泡。正如前面所講，小氣泡的振動頻率更高，聽起來更加清脆。除此以外，還有雨滴撞擊水面產生的聲音。這些聲音混合在一起，共同組成了1000-50000Hz寬範圍的雨聲。
高低不同的音調對應雨滴不同的直徑，就像雨滴的指紋一樣。目前，科學家們已經可以根據水下聲音的頻率，倒推出雨滴的直徑了！
嗯，說到這兒，是不是覺得這個發現好像並沒有什麼卵用？
可是，NASA的科學家們說，這個發現非常有卵用！因為，在浩瀚的海洋中，尤其是人跡罕至的海洋里，人類很難統計這些地方的降雨量。有了「雨聲指紋」這個發現，科學家們就可以把聲納投放在這些地方，接收水下的雨滴聲，然後根據聲音頻率的範圍，分辨出雨滴的直徑大小，從而統計出降雨量。這項發現，對於研究地球的氣候變化，具有非常大的幫助。
科學家們最擅長「關公戰秦瓊」的好戲，通過聲音記錄降雨量，小編想想也是醉了。科學，真是如此妙不可言！
文章來源：微信公眾號「漫科普」(ID：mankepu2015)
原創作品，轉載請註明出自「漫科普」微信公眾號
※"謀女郎"為何都是「鞏俐style」？
※名人醫療廣告背後的科學
TAG:知識百科 |