枕戈待旦——古代士兵枕着箭筒睡觉

小飞最近迷上了古装剧，不仅他喜欢，而且他看的这部电视剧收视率一直居高不下。这不，趁着周末，小飞恶补了好多集。

看完后，小飞跟妈妈说：“妈，古代士兵真是有毅力啊，一整个晚上都高度警惕敌军来袭。”

“是啊，古人说‘兵不厌诈啊’，抵御外敌来犯的唯一方法就是保持警惕。你看他们晚上睡觉都枕着箭筒。”

“他们为什么不用枕头呢？携带不方便吗？”

“不是，因为枕着箭筒，万一敌人人马来了，他们能提前听到，好做防范。”

“枕着箭筒能提前听到，这是为什么呢？”小飞很好奇。

“这是物理学上的声音传播的知识了……”

敌人的马蹄声音可以通过地面和空气进行传播，但声音在固体中的传播速度比在空气中的传播速度快，故士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭敌人的马蹄声。

众所周知，声音在固体中比在空气中传播快得多。在空气中声速约340米/秒，而声音在固体中传播速度1000多米每秒，夜间人耳从空气听到马队行军的马蹄声一般不超过2000米，这样从大地中得知对方军队行军的声音比从空气中传播不过快几秒的时间。这在古代战争中并不是士兵枕箭筒睡觉的主要原因。

士兵枕箭筒睡觉的原因，还要从箭筒和声音在大地中传播两点来考虑。

（1）从声音在大地中传播上分析，马和士兵在路上行进时，人趴在地上比从空气中能听到行军声音的距离要远得多。笔者做过这样一个实验，取一根6米长的木头，甲在木头一端，乙在另一端，甲用手指轻敲木头，调整手指用力大小，使乙在另一端从空气中刚好能听到；这时如果乙趴下将耳朵贴近木头，甲仍按原来的力量敲打木头，甲听到的声音响度要比从空气中听到的声音响度要大得多。说明敲打固体产生的声音，直接从固体中传播比从空气中传播的距离要远，所以士兵通过大地可以听到从更远的地方传来的部队行军时的声音，这样士兵可以更早地发现敌人行军的行动。

（2）从箭筒上分析，我们先来看声学实验中的音叉和共鸣箱，做声音共鸣实验时，将两个共鸣箱的口正对时实验效果最好，共鸣箱起收集声波的作用，我们的耳廓也是这个道理。我们再来分析古代的箭筒，它是用皮革制成，干燥后非常坚硬、结实，箭筒放在地上也起到了收集声波的作用。同一个声源在同一个地方发出声音，在距离声源适当的一个位置，枕在箭筒上比从空气中听到的声音要大。笔者曾做过这样一个实验，有两间单独的房子，中间有墙隔开，但该墙上没有门和窗。我们在这一间房子里，隔壁有人大声喧哗，我们在这边无法听清。如果取一瓷缸子，将底部紧贴在两间房间的墙壁上，耳朵凑近缸子口就能听清隔壁讲话的声音，说明缸子也起到了收集声波的作用。由此看来，士兵枕着箭筒睡觉，能听到从较远处传来的响声，能够及早发现敌情。

综上所述，古代士兵之所以枕着箭筒睡觉是因为能听到从较远的距离传来的部队行军时的声音，箭筒起到收集声波的作用，另外相同距离声音从大地中传播比从空气中传播要快。

物理知识小链接

真空不能传声，除此之外应该是任何物质都能传声，只是在不同介质中声音的传播速度不一样，总体规律是固体内声速大于液体内声速大于气体内声速。通常我们听到的声音是经过空气这种介质传来的。