北京天壇始建于15世紀(jì),是集我國古代建筑學(xué)、聲學(xué)、歷史、天文等成就于一體的聞名世界的風(fēng)景名勝,更是被《世界遺產(chǎn)名錄》所收錄。壇內(nèi)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(yùn)用了聲學(xué)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(lán)色琉璃瓦,墻面十分光滑整齊。夜晚在回音壁景區(qū),如果一個(gè)人站在東配殿的墻面下,而另一個(gè)人站在西配殿的墻面下,共同對著墻壁輕聲說話,并把耳朵靠近墻面,就能清楚地聽見遠(yuǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于回音壁的半徑,所以,我們可以認(rèn)為聲音像是光一樣直線前進(jìn),這樣的話,因?yàn)榛匾舯诘男螤睿曇魝鞑ヒ欢ň嚯x就會遭遇阻礙,發(fā)生反射,又因?yàn)閴γ媸止饣瑢β曇舻奈蘸苌伲援?dāng)聲音完成多次反射傳入人耳的時(shí)候,還能保持十分清晰的狀態(tài)。因此,回音壁造成的神奇現(xiàn)象完全是回音的功勞。
人們很早就發(fā)現(xiàn)人耳的回音壁效應(yīng)了,所謂的回音壁效應(yīng)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(xiàn)象。它并不局限于“在一個(gè)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(dāng)我們在建造露天劇場的時(shí)候,就可以利用人耳的回音壁效應(yīng)來增強(qiáng)舞臺上的聲源,將聲源擴(kuò)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。
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(fā)現(xiàn)有一塊石頭上寫著字——三音石。游客站在這塊小小的石頭上輕拍一下手,就能聽到三次回聲。怎么樣,現(xiàn)在是不是很想去天壇探尋一番?