如果你曾坐火车经过隧道或是乘坐飞机起降，或许会有这样的感受：你的耳朵好像突然进水了，闷胀难受，周围的声音迅速变小并且音调还有点怪怪的，可能需要很久才能恢复正常。这是怎么回事呢？
如图中蓝色箭头所示，耳膜受到外部气压和内部气压共同作用，正常情况下两侧压力平衡。如果有一方压力突变，耳膜受力不均，就会引起不适。图片汉化自：foodpyramid.com
一切要从人耳的基本构造说起。人耳中用来感知声音的是一层不足1mm的薄膜，称为鼓膜。物体振动产生声波，通过空气传播到耳朵深处的鼓膜时，会带动鼓膜振动，最终通过听觉神经传入大脑，我们就听到了声音。
鼓膜是一个特别脆弱的部位。它的内侧通过咽鼓管与口腔相连，但咽鼓管一般处于关闭状态，外侧通过耳道直接与外界相通。人在大气中生活，于是鼓膜的两侧都感受到大气压强。正常情况下，鼓膜两侧压强相等。但如果两侧的压强突然变得不相等，薄薄的鼓膜就会承受一定压力，从而出现不适的感觉。
火车过隧道时耳朵不舒服，正是因为车厢内的空气和人耳内部的空气压强不相等了。为什么会出现这种情况？车厢内的空气压强相比人耳内部的是大还是小呢？
早在1738年，瑞士流体物理学家丹尼尔·伯努利（Daniel Bernoulli）就发现了一维流动问题中的重要规律，即伯努利定律。简单来说就是，当流体密度的变化及摩擦阻力可忽略的情况下，流体的速度越大时，压强就越小。火车过隧道问题，也可以用伯努利定律解释。
图片来源：iconfont.cn
如上图所示，火车匀速通过一个较长的隧道，假设隧道足够长，不考虑隧道口处的复杂情况。当气流稳定下来后，单位时间流过隧道中任意两个截面的气体质量相同。
我们考虑隧道中远离火车的某个截面A和车身处的某个截面B，很明显A的截面积要大于B。要想让这两个截面处单位时间流过的气体质量相等，就必须要求B处空气相对火车的速度大于A处。根据伯努利方程，B处的压强就小于A处的压强。而A处离火车足够远，可认为压强不受火车运动的影响，应该和隧道外的大气压强相等。
所以我们可以得出结论，火车进隧道后车厢外的压强变小了。火车车厢很难做到完全封闭，当车厢外压强减小时，很快就会引起车厢内压强也减小，于是就出现了之前描述的情况。
乘坐飞机时耳朵不适，也是由于气压的变化。图片来源：hellorf
车厢外大气压强变化，关键在于空气相对车厢的速度发生了突变。如果车厢的速度快速变化，即使没有隧道，也会有类似现象发生。比如坐飞机起降或飞行过程中遇到气流颠簸时，耳朵也会很不舒服。不过飞机的速度很快，周围空气的运动会变得很复杂，不能简单地用伯努利定律来计算了。
找到了耳朵不适的原因——压强，那么有没有办法缓解这种不适呢？
最理想的办法是把车厢、机舱做成严格密闭的，不过这样代价很高。幸运的是我们可以用一些动作打开连接人耳朵和口腔的咽鼓管，使鼓膜内的空气与外界相通，消除压强差。
下次再遇到这种情况，打哈欠、嚼口香糖、捏鼻闭嘴鼓气都是不错的选择。
知识点 物理八年级上、下
气体和液体都是流体，流体中流速越大的地方，压强越小。
编辑：张帅琰
果壳少年
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内容来源：微信公众号
作者：果壳少年
原文标题：坐火车坐飞机耳朵疼，怎么破？
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/TTdZikZetKvOjA_W5NyzNQ
