物理故事三百篇(六會響的沙——來自自然界的摩擦起電)

6 響沙

唐代李華在《弔古戰場文》中曾經描繪過內蒙大沙漠和戈壁大沙漠一帶的古戰場是荒無人煙、陰森恐怖的。常常能夠聽到鬼哭聲,“往往鬼哭,天陰則聞。”

物理故事三百篇(六會響的沙——來自自然界的摩擦起電)

沙漠裡真的有鬼哭聲嗎?當然沒有,那不是鬼哭,是沙丘的響聲。原來,有一種能夠發出響聲的沙丘,叫做響沙丘。在我國內蒙伊克昭盟達旗境內、寧夏中衛附近、新疆塔克拉瑪干沙漠中,都有這種響沙丘。這種響沙丘,在寂靜無人時,會發出吱吱響聲。當有人從響沙丘上滑行下來時,就會發出一片“隆隆”的響聲,與汽車和飛機的馬達聲相仿。當你用兩手把沙子使勁一捧,就會聽到“哇哇哇”青蛙般的叫聲。如果很多人同時踏進沙丘,或者陰天疾風驟起,它就會發出更為嚇人的巨響。其聲響之大,嘈雜之甚,宛如鬼哭狼嚎。響沙丘,在國外已經知道的不下90處,它們主要分佈在美洲各國。沙漠中的沙響是最常見的,其次是海濱和湖濱的沙丘的沙,河沙會響的就極少了。

有人把沙響比作“歌唱”。聽到過的人都覺得,沙子的“歌唱”可以同笛聲、琴聲、大提琴聲、遠處的雷聲、飛機發動機的嘈雜聲、哨聲相比較;聲音是多種多樣的,但是它們有一個共同點,就是沙漠中的沙子“唱”的音調比較低,而海濱的沙子“唱”的音調比較高。

沙子為什麼會“唱歌”呢?這是因為沙丘中有一部分石英沙,風吹沙丘移動時,石英沙相互摩擦,就產生了靜電,發出吱吱的放電聲。風越大,摩擦越厲害,產生的靜電就越大,從而發出的放電聲也就越大。雖然石英沙產生的靜電電量是很小的,可是它的電壓卻很大。因此,當它一旦同外界的金屬相接觸,就會發出吱吱的音響和熠熠的放電火花。人們若接觸這種沙子,就會產生麻木的感覺。

物理教師點評:響沙的故事揭示了自然界中的摩擦起電現象。雲層在天空飄與空氣摩擦帶電,電壓越來越高最後擊穿空氣,形成閃電;漆黑的夜晚我們脫毛衣會看到電火花,並聽到噼裡啪啦的聲音。今天這個故事中是沙子摩擦後帶電,從而帶電放電。自然界確實很奇妙,但只要我們掌握了自然界背後的規律,就可以揭開自然界的神秘面紗。


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