Tại sao chúng ta nghe âm thanh rõ hơn khi trời lạnh, mưa hoặc có tuyết?

Đã có bao giờ anh em chạy xe máy khi mới mưa xong mà nghe tiếng còi xe to hơn, rõ hơn bình thường chưa? Mình cũng gặp trường hợp này nhiều lần và mình nghĩ rằng trời mát thì sạc xe chạy hiệu quả hơn, điện ắc-quy mạnh hơn -> còi xe nghe to hơn. Tuy nhiên trên thực tế không phải vậy mà đây là một hiện tượng vật lý thú vị.

Anh em cũng biết là âm thanh truyền đi với vận tốc ~ 343m/s bằng cách dao động các hạt phân tử trong không khí. Khi trời mới mưa xong, lúc này độ ẩm trong không khí cao hơn bình thường, tức là mật độ phân tử H2O trong không khí nhiều hơn, dày đặc hơn, chính nhờ vậy mà âm thanh sẽ truyền nhanh hơn bình thường một chút. Không chỉ mới mưa xong, mà những ngày có sương mù hoặc tuyết rơi, âm thanh cũng sẽ truyền được tốt hơn bình thường.

Vận tốc âm thanh không phải là hằng số 343m/s mà nó sẽ thay đổi tùy theo môi trường, ví dụ âm thanh truyền trong nước, chất rắn nhanh hơn truyền trong không khí. Vào những ngày lạnh hoặc khi mới mưa xong, nhiệt độ môi trường giảm xuống, theo hiện tượng vật lý thì không khí nóng bay lên cao còn không khí càng lạnh thì càng gần mặt đất.

Lượng không khí và độ ẩm cao gần mặt đất sẽ làm phản xạ âm thanh, hạn chế nó bị khuếch tán theo chiều dọc (lên trời) mà âm thanh sẽ đi theo phương ngang tốt hơn, chính vì vậy mà anh em sẽ nghe âm thanh to hơn, rõ hơn so với bình thường.

Tương tự, nhiệt độ môi trường cũng có ảnh hưởng tới tốc độ của âm thanh. Trời càng nóng thì âm thanh đi càng nhanh vì lúc này tốc độ các phân tử chuyển động sẽ nhanh hơn so với bình thường. Ở môi trường nóng 100 độ C, tốc độ âm thanh có thể đạt gần 390m/s.

Chính nhờ hiện tượng vật lý kỳ thú này mà những lúc trời sắp mưa hoặc sắp bão, chúng ta có thể nghe thấy âm thanh của tàu lửa, tiếng chuông chùa, tiếng chim hót ở xa hơn, rõ hơn, tức là chúng ta có thể dự báo thời tiết sắp thay đổi khi nghe thấy âm thanh vang xa hơn và rõ hơn so với lúc bình thường.

• Khoa học tìm ra giới hạn tối đa của tốc độ âm thanh: 36km/s