北京天壇建于15世紀(jì),是集中國古代建筑、聲學(xué)、歷史、天文學(xué)等成就于一體的世界著名景點。它也被列入世界遺產(chǎn)名錄。回聲壁、三音石、對話石和天心石被稱為四大奇觀。其中,回聲壁、三音石和圓丘巧妙地運用了聲學(xué)原理。
天壇回聲墻高3.72米,厚0.9米,直徑65.2米。墻是用磨磚縫制成的,墻上覆蓋著藍(lán)色的琉璃瓦,非常光滑整潔。晚上在回聲墻景區(qū),如果一個人站在東配殿的墻下,另一個人站在西配殿的墻下,一起對著墻輕聲說話,把耳朵靠近墻,就能清晰地聽到遠(yuǎn)在另一端的對方的聲音。回聲又輕又長。
這種聲音是如何形成的?
人們的聲音波長只有10到300厘米,遠(yuǎn)小于回聲壁的半徑,所以我們可以認(rèn)為聲音像光一樣前進(jìn),所以,由于回聲壁的形狀,聲音傳播一定距離會遇到障礙,反射,因為墻很光滑,聲音吸收很少,所以當(dāng)聲音完成反射到耳朵時,也可以保持非常清晰的狀態(tài)。因此,回聲壁引起的神奇現(xiàn)象完全是回聲的功勞。
人們很早就發(fā)現(xiàn)了人耳的回聲壁效應(yīng)。所謂回聲壁效應(yīng),是指視覺上看不到聲源,聽覺上聽到聲音的有趣和奇怪現(xiàn)象。它不局限于在光滑的墻上,也可能在露天劇場等公共表演場所遇到。當(dāng)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(yīng)來增強舞臺上的聲源,將聲源擴大,反射到聽眾席,以使得最后一排的聽眾也能聽得非常清晰。
此外,三音石也是天壇的一個主要特征。在天壇的中心,直接從入口走,注意腳下,你會發(fā)現(xiàn)一塊石頭上寫著文字——三音石。游客站在這塊小石頭上,拍拍手,聽到三次回聲。怎么樣,你現(xiàn)在真的想去天壇探索嗎?