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奇妙的建築——天壇回音壁

2019-11-14 17:59  來源: 新華網

天壇始建于15世紀,是集我國古代建築學、聲學、歷史、天文等成就于一體的聞名世界的風景名勝,更是被《世界遺産名錄》所收錄。壇內回音壁、三音石、對話石、天心石,被稱為四大奇觀。其中回音壁、三音石、圜丘巧妙運用了聲學原理建造。

天壇回音壁墻高3.72米,厚0.9米,直徑65.2米。墻壁是用磨磚對縫砌成的,墻頭覆著藍色琉璃瓦,墻面十分光滑整齊。夜晚在回音壁景區,如果一個人站在東配殿的墻面下,而另一個人站在西配殿的墻面下,共同對著墻壁輕聲説話,並把耳朵靠近墻面,就能清楚地聽見遠在另一端的對方的聲音,回音輕悠且長。

 

這種聲音是如何形成的呢?

 

人們語音的波長不過10至300厘米,遠遠小于回音壁的半徑,所以,我們可以認為聲音像是光一樣直線前進,這樣的話,因為回音壁的形狀,聲音傳播一定距離就會遭遇阻礙,發生反射,又因為墻面十分光滑,對聲音的吸收很少,所以當聲音完成多次反射傳入人耳的時候,還能保持十分清晰的狀態。因此,回音壁造成的神奇現象完全是回音的功勞。

人們很早就發現人耳的回音壁效應了,所謂的回音壁效應是指在某一聲場中,視覺看不到音源,而聽覺能聽到聲音的有趣和奇特的現象。它並不局限于“在一個光滑的墻面上”,在露天劇場等公共演出場所也可能遇到它。當我們在建造露天劇場的時候,就可以利用人耳的回音壁效應來增強舞臺上的聲源,將聲源擴大,反射到聽眾席,以使得最後一排的聽眾也能聽得非常清晰。

另外,三音石也是天壇的一大特色。在天壇中央,從入口處直走,注意腳下,會發現有一塊石頭上寫著字——三音石。遊客站在這塊小小的石頭上輕拍一下手,就能聽到三次回聲。怎麼樣,現在是不是很想去天壇探尋一番?

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 趙苗苗   [責任編輯: 李浩]