太空人弹吉他(太空弹吉他谱)

导语：在太空站弹吉他时发出的声音会和地球上的一样吗？

这个问题的答案是肯定的。为了保持人们在空间站中的舒适度，空间站通常充满了在正常压力下的常规空气，因此弹吉他所产生的声音和在地球上是一样的。太空站里的失重环境并不会影响吉他发出声音的能力。声音是由琴弦和琴身通过被弹拨后快速振动而产生的。这些振动撞击空气后使空气快速振动，就形成了我们听到的所谓的琴声。而琴弦之所以能够在被弹拨后来回快速振动是由以下两种效应相互作用：琴弦的张力和琴弦的惯性。

琴弦的张力是趋向于将弦从拉伸弯曲的形状拉回到紧凑的直线形状的力。相反的，琴弦重量产生的惯性导致正在振动的琴弦持续振动，即使它已经达到了紧凑的直线状态。因此惯性使运动的弦超过了张力试图使其进入的直线形状。因此产生了包括琴弦张力重复让琴弦再次变直和琴弦惯性重复使其再次变弯曲的循环。琴弦的这种周期模式发生地非常迅速以至于人们只是把它当成了一种模糊不清的振动，而琴弦的长度是另一个更重要的参数。琴弦的长度决定了琴弦在振动过程中能够变形到什么程度，因此它也是影响琴弦振动的因素之一。

假设吉他产生的声音是单一音调。很明显并不是这样的，但这已经足够接近我们的目的。根据我们上面提到的概念，我们已经知道声音音调的产生取决于弦的长度L，先的总重M，以及弦的张力T。科学地说,我们所说的声音音调实际上是指振动频率，也就是说每秒钟振动的次数。一根有更大张力的弦会更快地弹回直形，从而每秒完成更多的振动周期。由此，我们可以得出声音的频率和弦的张力成正比的结论。

同样的，一根更重的弦具有更大的惯性，因此它能够被拉得更远也需要更多时间恢复直形状态。由此，我们可以得出频率和弦的质量成反比的结论。最后，一根更长的弦更容易被变形，也需要更多时间回到直形。由此，我们可以得出频率和弦的长度成反比。结合这些结论，我们可以推断吉他琴弦产生的声音的频率和T/LM成正比。实际上，频率遵守等式f2 = T/4LM。

注意，在这个等式里重力不发生作用。因此，不管重力有多强，吉他琴弦产生的声音都是一样的（只要重力不足以折断或损坏琴弦）。我上面提到振动的琴弦会持续试图回到直形，这也不完全正确。更准确的说，一根振动的弦会持续试图回到平衡状态。对于吉他的一根弦来说，它的平衡状态是事实上的直线。相反地，对于一根挂在两根杆子之间的重电力线，它的平衡状态是一个向下下垂的弓形。

电源线确实可以振动并发出声音，就像吉他弦一样，但它不会在直线周围来回振动，而是在其下垂的拱形平衡态前后振动。重力确实会影响导线的平衡状态。但由于声音是由绕着平衡态振动的金属丝产生的，重力并不影响金属丝产生声音的能力。（除此之外，它可能会给一根粗大的电线增加一点张力）。

请注意，严格地说，在轨道上的空间站有足够的重力。空间站上的宇航员漂浮在空中，是因为他们与空间站一起处于持续的自由落体状态，而不是因为没有重力。你可以称之为缺乏表观重力。在任何情况下，真实重力和表观重力都不会影响吉他弦的发声能力。真正有影响的是空气。如果传播过程中有空气的话，声音就能从吉他的弦和琴身传到人的耳朵里。

在真空的空间里，实际上是没有空气的。由于这个原因，声音不能在太空中传播。换句话说，如果一名宇航员离开充满空气的空间站，将他的吉他带到太空中进行太空行走，那么另一名宇航员就听不到他所弹奏的吉他的声音。吉他弦在拨动时仍然会很好地振动，但是没有空气把吉他弦和琴身的声音传到其他宇航员的耳朵里。弹吉他的宇航员能够听到它，因为振动可以直接从吉他的琴身通过他的身体传到他的耳朵，而不需要经过空气传播。但对其他人来说，在空旷的地方弹拨吉他是不会发出声音的。同样，这与重力的缺乏无关，而是因为缺少空气。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. wtamu

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