回音壁的声学原理（精编版）

1、回音壁的声学原理回音壁回音壁是皇穹宇的围墙，高3.72米，厚 0.9米，直径61.5米，周长 193.2米。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，有利于声波的规则折射。加之围墙上端覆盖着琉璃瓦使声波不致于散漫地消失，更造成了回音壁的回音效果。一、北京天坛三大声学奇迹在首都北京市区的东南部，座落着一个驰名中外的天坛公园。那里本来是明清两代帝

2、王祭天和祈祷丰年的祭坛，最初建设 于明代永乐十八年（ 1420年）。天坛是我国最壮观、最有特色的古建筑之一。不过，从声学上看，我们最感兴趣的是回音壁、三音石和圜丘。天坛第一声学奇迹是回音壁。回音壁是一个圆环形的围墙， 高约 3.72m ，直径 61.5m 。在回音壁内的圆形场地上，偏北有一座圆形的建筑物叫“皇穹宇”，它与回音壁内壁间的最短距离是2.5 m; 同时东西对称地盖着两座房屋。人们一进回音壁，往往第一件事便是与同伴贴着围墙作远距离的耳语。人们讲悄悄话，一般在6 m 以外就听不见。而在回音壁边上讲，传播却要远得多。即使你和同伴分别在直线距离为45 m的甲、乙两处轻声对话，彼此还听得清清楚

3、楚，就像同伴在跟前与你说话一般。这个声学奇迹是怎样形成的呢？原来语音的波长只有10 300cm ，比回音壁半径要小得多，因此在这种场合下可以认为声波是直线前进的。语音在甲、乙两处之间传播，一部分以束状沿围墙连 续反射前进，全程有129m ；一部分沿直线直接通过空气传播，全程才45m。因为墙面相当坚硬光洁，对声音的吸收小，是声音的优良反射体；而且在回音壁的具体条件下，声波沿墙面连续反射都是全反射，没有穿入墙体内部发生折射的部分，所以声音在传播中衰减很小。两个人在甲、乙两处发出轻声细语，通过墙面传播的声波，尽管走了 129 m ，对方还能听清楚，就像打电话一样。而直接经过空气传播的声波却衰减很快，

4、只走6m就消失了，根本传不到 45m外的对方耳朵里。这就是神秘的回音壁的声学原理。天坛的第二声学奇迹是三音石。它在从皇穹宇通往围墙门口的一条白石铺成的路上，从皇穹宇台阶沿这条路数到第三块石头便是。游人们一到这里就鼓掌。鼓掌一下，可以听到五六次回声。因为三音石正好在回音壁内圆心上。鼓掌声沿着四面八方的直径在墙间来回反射。因为围墙为圆形，每次声波从围墙反射回来在圆心会聚，便是一次回声。只是由于声波在来回反射的过程中逐渐衰减，因此回声一次比一次微弱。五、六次后，回声就微弱到听不出来。天坛的第三声学奇迹是圜丘。圜字是圆字的古体，丘字原意是小山、土堆子。不过，圜丘不是圆形土堆子，而是青石砌成的高台，这里

5、是真正的祭天的祭坛。因为古人流行着“天圆地方”的不正确说法，所以圜丘砌成圆的，它外面的围墙筑成方的。圜丘是三层的石台。每层都有台阶可以拾级而登。每层台的周围都有石栏杆。最高层离地 5m 多，半径 15m 。人们登上台顶，站在圜丘的圆心石上，往往又是喊话，又是拍手，这时听到的声音特别洪亮。这又是什么缘故呢？原来台顶不是真正水平的，而是从中央往四周坡下去。人们站在台中央喊话， 声波从栏杆上反射到台面，再从台面反射回耳边来；或者反过来，声波从台面反射到栏杆上，再从栏杆反射回耳边来。又因为圜丘的半径较短，所以回声比原声延迟时间很短，以致相混。据测验，从发音到声波再回到圆心的时间，只有零点零七秒。说话者无法分辨它的原音