不知大家是否都有過這樣的感受：在夜間，有時會聽到一些很遠處傳來的一些白天聽不見的聲音。許多人都把這個現象歸結為：夜深人靜，背景噪音變小了，使得人們更易於分辨遠處傳來的聲音。然而，這僅僅是其中一個因素。但另一個重要的，也是最根本的原因，就是聲波的折射現象。
我們知道，聲音是聲源的振動帶動空氣，以波的形式往外傳播的。假如各處的空氣都是相同的，則空氣中各點的聲速也是相同的，由這個點傳出的聲波的波前就是一個球面，聲音傳播的方向是和波前垂直的方向（即半徑的方向）。但實際中的大氣隨著高度的變化，存在溫度差。在對流層，溫度隨高度的升高而降低；在較高的平流層中氣溫又隨高度的增加而升高。這時，沿著地面傳播的聲波，經過一段距離之後，由於樹木、山丘、建築物等反射和吸收後，就漸漸聽不到了；而朝上方傳播的聲音，到達平流層後又慢慢向下彎曲，拐了彎到一定遠處又傳播到地面，形成了一個異常的可聞區。這種現象也被稱為聲折射現象。
――――――――――――――――
由聲學可知，理想氣體中，聲速為，
其中，為氣體的熱容比（即定壓比熱與定容比熱之比），摩爾氣體常量，為熱力學溫度，為氣體的摩爾質量。
對於相同的氣體，，一定。聲音在 1 個標準大氣壓和 15℃ 的空氣中，傳播速度約為 340m/s。
現在，將聲速的表示式代入斯涅爾定律
，
我們有
。
上式表明，聲線與法線的夾角的正弦值正比於氣體熱力學溫度的平方根。於是，在同一氣體中，聲音總是從溫度高向溫度低的部分偏折。
―――――――――――――
白天，由於地面接受太陽輻射，溫度升高，靠近地面的大氣層比稍高的大氣層溫度高，也就是說近地聲速大於高空。這時聲音傳播路徑折向高空，所以離聲源一定距離的地方就聽不見了（圖一）。到了夜晚，靠近地面空氣逐漸冷下來了，高空的氣溫相對較高，於是轉變為高空聲速比近地大，因而聲音會向地面折射（圖二）。這就是夜間聲音傳得相對遠的原因。
（圖一）
（圖二）
現在，住在鬧市區的人大概都有這樣的體驗――對馬路車輛行駛造成的討厭的噪聲，白天除了在臨街的樓房外，大多感受不到；而到深夜，即使只有一輛車駛過，也會攪得你睡不好覺，甚至隔幾座樓還可以聽到，就是同樣的道理。
由此可見，我們能夠在夜間聽見很遠的聲音，其原理與光學中「海市蜃樓」是非常類似的。或許很多人並不知道，在聲學中，這個現象其實有一個更具詩意的名稱――「夜半鐘聲到客船」~
不知大家是否都有過這樣的感受：在夜間，有時會聽到一些很遠處傳來的一些白天聽不見的聲音。許多人都把這個現象歸結為：夜深人靜，背景噪音變小了，使得人們更易於分辨遠處傳來的聲音。然而，這僅僅是其中一個因素。但另一個重要的，也是最根本的原因，就是聲波的折射現象。
我們知道，聲音是聲源的振動帶動空氣，以波的形式往外傳播的。假如各處的空氣都是相同的，則空氣中各點的聲速也是相同的，由這個點傳出的聲波的波前就是一個球面，聲音傳播的方向是和波前垂直的方向（即半徑的方向）。但實際中的大氣隨著高度的變化，存在溫度差。在對流層，溫度隨高度的升高而降低；在較高的平流層中氣溫又隨高度的增加而升高。這時，沿著地面傳播的聲波，經過一段距離之後，由於樹木、山丘、建築物等反射和吸收後，就漸漸聽不到了；而朝上方傳播的聲音，到達平流層後又慢慢向下彎曲，拐了彎到一定遠處又傳播到地面，形成了一個異常的可聞區。這種現象也被稱為聲折射現象。
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由聲學可知，理想氣體中，聲速為，
其中，為氣體的熱容比（即定壓比熱與定容比熱之比），摩爾氣體常量，為熱力學溫度，為氣體的摩爾質量。
對於相同的氣體，，一定。聲音在 1 個標準大氣壓和 15℃ 的空氣中，傳播速度約為 340m/s。
現在，將聲速的表示式代入斯涅爾定律
，
我們有
。
上式表明，聲線與法線的夾角的正弦值正比於氣體熱力學溫度的平方根。於是，在同一氣體中，聲音總是從溫度高向溫度低的部分偏折。
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白天，由於地面接受太陽輻射，溫度升高，靠近地面的大氣層比稍高的大氣層溫度高，也就是說近地聲速大於高空。這時聲音傳播路徑折向高空，所以離聲源一定距離的地方就聽不見了（圖一）。到了夜晚，靠近地面空氣逐漸冷下來了，高空的氣溫相對較高，於是轉變為高空聲速比近地大，因而聲音會向地面折射（圖二）。這就是夜間聲音傳得相對遠的原因。
（圖一）
（圖二）
現在，住在鬧市區的人大概都有這樣的體驗――對馬路車輛行駛造成的討厭的噪聲，白天除了在臨街的樓房外，大多感受不到；而到深夜，即使只有一輛車駛過，也會攪得你睡不好覺，甚至隔幾座樓還可以聽到，就是同樣的道理。
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由此可見，我們能夠在夜間聽見很遠的聲音，其原理與光學中「海市蜃樓」是非常類似的。或許很多人並不知道，在聲學中，這個現象其實有一個更具詩意的名稱――「夜半鐘聲到客船」~