为什么回音壁、三音石会传声?
回音壁是皇穹宇的围墙。墙高3.72米,厚0.9米,直径61.5米,周长193.2米。墙壁是用磨砖对缝砌成的,墙头复着蓝色琉璃瓦。围墙的弧度十分规则,墙面极其光滑整齐,对声波的反射是十分规则的。只要两个人分别站在东、西配殿后,贴墙而立,一个人靠墙向北说话,声波就会沿着墙壁连续折射前进,传到一、二百米的另一端,无论说话声音多小,也可以使对方听得清清楚楚,而且声音悠长,堪称奇趣,给人造成一种“天人感应”的神秘气氛。所以称之为“回音壁”。回音壁是皇穹宇的围墙。墙高3.72米,厚0.9米,直径61.5米,周长193.2米。墙壁是用磨砖对缝砌成的,墙头复着蓝色琉璃瓦。围墙的弧度十分规则,墙面极其光滑整齐,对声波的反射是十分规则的。只要两个人分别站在东、西配殿后,贴墙而立,一个人靠墙向北说话,声波就会沿着墙壁连续折射前进,传到一、二百米的另一端,无论说话声音多小,也可以使对方听得清清楚楚,而且声音悠长,堪称奇趣,给人造成一种“天人感应”的神秘气氛。所以称之为“回音壁”。
回音壁有回音的效果。如果一个人站在东配殿的墙下面朝北墙轻声说话,而另一个人站在西配殿的墙下面朝北墙轻声说话,两个人把耳朵靠近墙,即可清楚地听见远在另一端的对方的声音,而且说话的声音回音悠长。
回音原理
回音壁有回音效果的原因是皇穹宇围墙的建造,暗合了声学的传音原理。围墙由磨砖对缝砌成,光滑平整,弧度过度柔和,有利于声波的规则反射。加之围墙上端复盖着琉璃瓦使声波不至于散漫地消失,更造成了回音壁的回音效果。
三音石又称三才石,比喻"天、地、人"三才。三音石位于皇穹宇殿门外的轴线甬路上。从殿基须弥座开始的第一、第二和第三块铺路的条型石板就是三音石。站在第一块石板上面向殿内说话,可以听到一次回声。三音石的第三块石板又称"天闻若雷石",就是说,站在第三块石板上面向殿内说话,如果大殿仅敞开面对三音石的殿门,而且殿门到殿内正中的神龛之间没有任何障碍物的话,此时听到的回音尤其响亮,似乎"人间偶语,天闻若雷"。三音石到围墙的距离是32.5米,不难算出,发声和回声的时间间隔将是1/5秒,所以能听到清晰的回声。
原来,大概当发声和回声间隔时间小于或等于1/10秒时,我们会把这两种声音听成一个声音,回声的作用只是加强了原来的声音。声音在空气中传播的速度是每秒钟340多米。只有人与墙壁间的距离超过17米时,声音往返的距离才会超过34米(340÷10=34),这时,我们的耳朵才能把回声分辨出来。皇穹宇室内半径才几米,当然就听不到回音了。三音石到围墙的距离是32.5米,不难算出,发声和回声的时间间隔将是1/5秒,所以能听到清晰的回声。
在日常生活中,我们还能见到一种一敲三响的现象。找一个同学在一根足够长的有水水管的一端敲一下,你在另一端就可能听到三次敲击声。不过,这不是回声,而是由于声音在空气、水和铁管内传播的速度不一样。声音在铁内传播的速度是5200米/秒,在水中的传播速度是1500米/秒,而在空气(15℃)中的传播速度只有340米/秒。