百米田径比赛巧妙的发令设计

Q 田径运动场赛道的宽度是1.22m（2004年指定国际标准）。九个赛道上的田径选手并列比赛的话，两边选手的间隔超过10m。假设发令员（示意比赛开始的裁判人员）到1号赛道选手的距离是1m，到9号赛道选手的距离为10m。如果发令员在比赛开始使用火药型发令枪，那么发令枪响起时，枪声从1号赛道选手传到9号赛道选手，大概存在多长时间的延迟？

1. 0.03s

2. 0.02s

3. 0.01s

4. 不足0.01s

不会因赛道产生差别的发令

答案是1。至今为止，男子百米田径的最高纪录保持者是牙买加的博尔特。2009年8月16日，博尔特创下了最高纪录9.58s，顺风速度平均每秒10.9m。

正式比赛中，时间记录需要精确到0.01s。

以前学校开运动会的时候使用的发令枪是常见的火药型手枪，以枪声响起作为比赛开始的发令信号。选手与发令员的距离不同，听到枪声的时间也会不一样。会有多大的差别呢？我们就算算看。

1m以内，声音传递的时间为1m÷340m/s≈0.00294s。

10m的话，声音传递的时间为10m÷340m/s≈0.0294s。

两者之差为0.0294s-0.00294s≈0.026s。在以0.01s为单位的较量中，声音传播速度出现如此大的差值，比赛会变得很不公平。

因此，实际比赛时，会在每个赛道的选手身后放一个喇叭，发令员鸣枪的同时喇叭也会响起。

即便如此，很多选手还是会等到发令员的枪声响过才会活动身体。

于是，现在发令枪（形状虽为传统手枪，简单而言只是个开关）并不会发出声音。发出声音的是选手身后的喇叭。

声音的速度

人耳听到的声音几乎都是通过空气传播的。在没有空气的真空状态下光仍然可以传递，但声音却不行。因此，没有空气的宇宙空间是一个无声的世界。

当气温为20℃时，声音在空气中传递的速度约为340m/s（大约为1200km/h）。温热的空气中，声音传播得稍快一些，冷空气里声音传播的速度会微微降低。超声速飞机的飞行速度比声音在空气中传播的速度还要快。

声音在固体、液体中也可以传播。声音在水中的传播速度比在空气中的传播速度快4倍，在钢铁中的传播速度比空气快15倍。

光在真空中的传播速度为299792458m/s（≈300000km/s）。现在，1m的长度便是由光速定义而来的 。

与声音的传播速度比起来，光的传播速度要快很多。因此，雷雨天气我们先看到闪电，后听到雷声。打雷或者放烟花的时候，忽略光传递的时间，仅通过声音的传播速度就可以计算出雷或者烟花与我们之间的距离。

例如，从打闪到听到雷声的时间为15s，我们方可计算：

距离=速度×时间=340m/s×15s=5100m

也就是说，雷电发生在距离我们5.1km的地方。 SMeKOGL8m2LvrxVE4TxRfipGa/jK8+W0BcBRqLzhUYnfeDmbMneb8elaV207o29R