玩捉迷藏時，看不到人卻聽得到聲音，為什麼？
― 聲音能繞過轉角，光卻不能
聲音和光，其實都屬於「波」的一種。然而，聲音能繞到物體後面傳過去，光卻辦不到。決定這個差異的，其實不是波本身的性能，而只是波長和遮蔽物大小的比例而已。
小孩在玩捉迷藏。蹲在沙發後面，整個人完全看不見。但是「還沒好嗎？」這句話，卻聽得一清二楚。
關上玄關的門時也一樣。隔著毛玻璃看不清人影，但外面的說話聲卻能傳進來。
身影能藏起來，聲音卻藏不住。被小孩問「為什麼？」時，這其實是個意外難答的問題。
答案，是兩個數字的比較
波並不是只能直線前進。經過縫隙或物體邊緣時，那個位置會變成新的出發點，向兩側擴散開來。聲音和光，同樣都具備這個性質。
不過，並不是無限地都能繞過去。能繞過的寬度，大致上和該波的波長差不多。聲波約2公尺，光波約0.0005毫米。這個差距，決定了一切。
也就是說，聲音和光的結果不同，並非性質不一樣，而是同樣性質的波，相對於自身大小，遇到的卻是完全不同尺度的障礙物。接下來依序說明。
波一離開縫隙，就會向兩側擴散
想像一列直線前進的波，通過牆上一道縫隙的情形。從縫隙出來的波，並不會只往正前方前進。縫隙本身會像是新的波源一樣，從那裡呈扇形向外擴散。
這種「波繞到物體後方」的現象，叫做繞射。在水面上也能看到。你可能見過，通過防波堤缺口的波浪，在缺口內側呈圓形擴散開來。
請看圖1。左邊是聲音，右邊是光。同樣寬80公分的縫隙，波以相同方式進入。然而穿出之後的樣子，卻完全不同。
為什麼擴散程度會差這麼多？
決定擴散大小的，是波長除以縫隙寬度所得的數值。這個數值越大，擴散得越大。
人聲的波長，大約是0.5公尺到3公尺。一般的門或牆的縫隙，頂多1公尺左右。也就是說對聲音而言，縫隙和自己差不多大，甚至更小。通過小孔的波，會朝各個方向劇烈擴散。所以聲音能傳到躲在牆後的人耳中。
另一方面，可見光的波長只有大約0.0005毫米。同樣80公分的縫隙，對光來說相當於160萬倍大。對通過這裡的光而言，縫隙已經不再是「縫隙」，而像是一片無邊無際的曠野。想擴散，也幾乎沒有相對的擴散空間。結果，光幾乎是直線前進，形成清晰的陰影。
仔細看陰影的邊緣，會發現分界並不像數學那樣銳利，而是稍微有點模糊。這就是光繞射的痕跡。如果讓光通過髮絲般細的縫隙，實際上就能看到光擴散成條紋狀。光並非不會彎曲，只是彎曲的量太小，難以察覺而已。
波長越長，繞射的範圍越大。同樣是人聲，低頻成分的波長較長，更容易繞到建築物的陰影後方。隔壁房間傳來的音樂，高音消失、只剩下低音「咚咚」聲，也是同樣的道理。
總結
聲音和光，都是具有繞過縫隙或物體邊緣性質的波。不同的只有波長本身。對聲音而言，家具或門就像「和自己差不多大的小石頭」，很容易繞過去。對光而言，卻是「160萬倍大的曠野」，只能直線前進。身影能藏、聲音藏不住，原因就在這裡。
被藏起來的不是身體，而只是對光而言如此。
從聲音的角度來看，那個遮蔽物一開始就不存在。
聲音的繞射，和聲音能傳到遠方的原理也有很深的關聯。夜晚為什麼遠方的聲音特別容易聽到，請見為什麼夜晚遠方的聲音特別容易聽到？；聲音反射回來的現象，請見為什麼山谷回音總是慢半拍才傳回來？。左右耳繞射強度的差異如何產生方向感，則寫在為什麼閉著眼睛，也能分辨聲音從哪個方向來？。
- 用手機播放音樂，放在桌上。然後走出房間，把門開一半，站在走廊上，慢慢橫向移動到看不見手機的位置。雖然看不到手機，聲音卻能清楚聽到。
- 接著，把門縫逐漸縮小。聲音的音量會變小，但聽到的方向範圍反而變大。因為縫隙越小，波擴散得越大。
- 在同樣的位置，比較光的樣子。從縫隙漏出的光，只會在地板上形成清晰的細長光帶，不會向兩側擴散。同樣的縫隙，聲音和光卻差這麼多，親身體驗就能感受到。
請將音量控制在適當範圍，並在不打擾鄰居或家人的時段進行。
想了解更多 ― 用語、公式與教科書的關聯從國中理科到大學專業科目，明確標示是哪個程度的內容
- 國中國中理科學到的範圍
- 高中高中「物理基礎、物理」學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄介紹的內容
- 大學高中不會學到、屬於大學專業科目（波動光學、聲學）的內容
- 研究連大學都還不會當作「定論」教授、目前研究者仍在探討中的內容
國中用語：這個現象是有名字的
- 繞射：波通過障礙物邊緣或縫隙時，繞到其背後擴散的現象。無論聲音、光或水面波都會發生。
- 波長：波從一個波峰到下一個波峰的長度。單位是公尺。本文中稱為「波的長度」的就是這個。
- 惠更斯原理：認為波前上的每一點，都會成為新波源的思考方式。縫隙呈扇形擴散的原因，用這個原理就能解釋清楚。
國中高中用公式驗證：聲音和光，分別是縫隙的幾倍
波長可以用速度除以每秒振動次數求得。我們來計算看看，同樣的縫隙，對聲音和光而言分別相當於多少倍大小。
| 聲音在空氣中的速度 | 約340公尺每秒 |
| 成年人低沉聲音的振動次數 | 約170次每秒 |
| 光在真空中的速度 | 約300000000公尺每秒 |
| 綠光的振動次數 | 約600000000000000次每秒 |
| 門縫的寬度 | 0.8公尺 |
| 聲波的波長 | 340 ÷ 170 ＝ 2 |
| 縫隙是聲波波長的幾倍 | 0.8 ÷ 2 ＝ 0.4 |
| 光波的波長 | 300000000 ÷ 600000000000000 ＝ 0.0000005 |
| 縫隙是光波波長的幾倍 | 0.8 ÷ 0.0000005 ＝ 1600000 |
長度單位都是公尺。從聲音的角度看，縫隙只有自身的0.4倍，是個「小孔」。從光的角度看，卻是160萬倍的「曠野」。同一扇門，在不同的波眼中，竟是如此不同的存在。這個倍率越小，繞射的擴散就越大。
高中高中＋擴散角度，只靠一個除法就能決定
高中波通過有寬度的縫隙後擴散的角度，幾乎完全由波長除以縫隙寬度所得的值決定。這個值若接近1，波幾乎會朝各個方向擴散。若遠小於1，擴散幅度就小到可以忽略。
高中＋就光而言，這個值是160萬分之1。即使前進10公尺，橫向擴散量也只有約0.01毫米左右。這比髮絲粗細的十分之一還細，在肉眼看來，只是陰影邊緣稍微模糊而已。反過來，聲音的這個值超過1，因此縫隙背後的整個空間都會充滿聲音。
大學「陰影」一詞，其實只是一種近似說法
在大學裡，波的擴散方式會用縫隙整個平面各點貢獻加總的方式來處理。用這種方式思考，幾何學上的陰影內側，原理上一定會有一些波進入，陰影邊緣不可能截然分明。繞過障礙物邊緣、沿著表面傳播的成分也會加進來，在精密計算建築物陰影中聲音衰減程度時，這個貢獻確實有影響。日常所說的「陰影」，其實只是波長夠短時才成立的近似說法。
研究目前尚未完全釐清的部分
- 都市中的聲音如何繞射。 在建築物錯綜複雜的市區，聲音多次繞射傳播的過程，無法用簡單的公式完全掌握。這是直接關係到隔音牆設計的問題，計算方法的改良仍在持續進行。
- 能否人為控制繞射。 利用排列細微結構的材料，改變波繞射方向的研究正在進行中。能否做到實用尺寸，仍在發展階段。
- 耳朵如何判斷繞射過來的聲音。 在陰影中聽到的聲音，高頻成分會被削弱，音色因此改變。即使如此，人依然大致能判斷方向，但大腦究竟使用哪些線索，尚未完全解開。
也就是說，本文的內容也僅是「目前已知範圍內的說明」。越是身邊常見的現象，細節往往越是尚待研究的課題。
與教科書的關聯（依程度分類）
| 程度 | 科目、單元 | 對應本文哪個部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科・聲音與光的性質 | 聲音會繞射、光會直線前進的對比 |
| 高中 | 物理基礎・波的性質・繞射 | 波長與縫隙寬度的比例決定擴散程度 |
| 高中＋ | 物理・惠更斯原理 | 縫隙成為新波源的思考方式 |
| 大學 | 波動光學・建築聲學 | 陰影內側也會有波進入的處理方式 |
| 研究 | 都市音環境・人工結構材料 | 市區中聲音的繞射與其控制 |
| ― | 與生活的關聯 | 隔壁房間為何只傳來低音 |
- 日本音響学会 編『音のなんでも小事典』（聲音的萬事小百科）講談社
- 國立天文台 編『理科年表』（理科年表）丸善出版（聲速、光速、可見光波長的數值）
- 惠更斯《光論》（繞射與波前概念的原始出處）
- 赫克特《光學》丸善出版（繞射的詳細說明）
※本文為大眾科普解說。文中數值僅為理解原理所用的參考、概略估算。進行聲音實驗時，請注意音量與時段，避免造成他人困擾。