回聲

江西省弋陽(yáng)縣圭峰國(guó)家風(fēng)景名勝區(qū)有一個(gè)有趣的景點(diǎn)——四聲谷，一聲“我——來——了!”，片刻便收到了三聲回應(yīng)，環(huán)山而來的裊裊余音。加上自己的發(fā)聲，不多不少正好四聲，當(dāng)我們發(fā)聲時(shí)。聲音在空氣中傳播到崖壁時(shí)一部分被反射，聲波反射到另外一個(gè)崖壁，這種聲波的連續(xù)反射。就形成了回音，由于距離的前后不同，也就產(chǎn)生了聲音的前后到達(dá)，

北京天壇公園內(nèi)皇穹宇的圍墻——回音壁，墻壁是用磨磚對(duì)縫砌成的。墻頭覆蓋著藍(lán)色琉璃瓦，只要兩個(gè)人分別站在東、西配殿后，貼墻而立，一個(gè)人靠墻向北說話，聲波就會(huì)沿著墻壁連續(xù)反射前進(jìn)，傳到一二百米外的另一端，無論說話聲音多小，也可以使對(duì)方聽得清清楚楚，而且聲音悠長(zhǎng)，堪稱奇趣，給人造成一種“天人感應(yīng)”的神秘氣氛，回音壁的回音效果的原因是皇穹宇圍墻的建造暗合了聲學(xué)的傳音原理，圍墻由磨磚對(duì)縫砌成，光滑平整，弧度過度柔和，有利于聲波的規(guī)則反射，加之圍墻上端覆蓋著琉璃瓦使聲波不至于散漫地消失，更造成了回音壁的回音效果。

一、回聲的概念

當(dāng)聲音在傳播過程中碰到障礙物被反射回來，反射回來的聲音再次被接收稱為回聲，回聲是山谷中或大廳中常有的現(xiàn)象。夏天響雷轟轟不絕，就是雷聲經(jīng)天空密云層多次反射的回聲，

回聲一般比原聲要弱得多。這是因?yàn)槁暡ㄔ趥鞑ミ^程中會(huì)有一部分能量損失，回聲的強(qiáng)弱還與聲波所撞擊的材料有關(guān)，有些材料反射聲波的能力強(qiáng)，有些材料則能吸收投射到它們上面的大部分聲波。

二、入耳能分辨回聲的條件

回聲是反射的聲波在人耳引起的感覺，回聲和原聲至少相差0.1 s以上才能被人耳感覺，根據(jù)s＝vt=340m／sx(0.1×1／2)s=17m，可以得到：障礙物距離聲源17m以上，回聲到達(dá)人耳處才能跟原聲區(qū)分開來，如果原聲和回聲間隔不到0.1s，回聲與原聲會(huì)混在一起，可加強(qiáng)原聲，教室內(nèi)教師講課時(shí)比室外體育教師講課聲音聽起來洪亮，是由于教室左右跨度、前后距離都不超過17m，回聲與原聲混在一起從而加強(qiáng)原聲，而室外體育教師在操場(chǎng)上課時(shí)。發(fā)出的聲音沒有碰到障礙物被反射回來。

三、回聲利用

(1)產(chǎn)生美妙的聽覺效果，如四聲谷、回音壁、三音石、鶯鶯塔等產(chǎn)生的奇妙的聲現(xiàn)象，(2)測(cè)量反射面到聲源之間的距離，如用水聲測(cè)位儀測(cè)量海水的深度。用回聲探測(cè)儀、超聲波探傷儀等探測(cè)魚群和地下的油礦等。

四、防止回聲

人民大會(huì)堂的主體建筑萬(wàn)人大禮堂為穹隆頂、大跨度、無立柱結(jié)構(gòu)，寬76米、長(zhǎng)60米、高33米，容積達(dá)93000立方米，是目前世界上最大的室內(nèi)禮堂，在這么大的禮堂里開會(huì)、講話、演節(jié)目，要讓每個(gè)座位上的聽眾都聽得清，能欣賞優(yōu)美的音樂，是一件很不容易的事，大家知道。在空無一人的大禮堂里說話，常常覺得聽不清，這是由于回聲在搗亂，在音質(zhì)設(shè)計(jì)方面遇到的最大問題就是回聲，假如不作處理，各個(gè)回聲互相干擾，根本就沒辦法開會(huì)。

(1)開會(huì)時(shí)按照分散聲源的原則，在每個(gè)人面前安一個(gè)小聲源，這樣就可以避免干擾，每個(gè)人主要聽自己面前的聲音就可以了。

(2)演出時(shí)與開會(huì)所采用的分散系統(tǒng)不同，因?yàn)閾P(yáng)聲器太小，發(fā)出的音質(zhì)不夠清晰，辦法是把同樣的信號(hào)送到兩邊、中間三組揚(yáng)聲器里。這樣聽到的就是三個(gè)最大相差50毫秒的聲音，小于0.1秒，而人是分辨不出相差在50毫秒內(nèi)的相同聲音的，所以聽到的就是一個(gè)連續(xù)的聲音，這樣就沒有回聲的感覺了。

(3)采用塑料夾板的吸收構(gòu)造，以加強(qiáng)對(duì)低頻部分的吸收，在二層和三層樓上的7000個(gè)皮椅底下，裝有穿孔吸聲結(jié)構(gòu)，當(dāng)座椅無人時(shí)。椅底反過來可以代替人對(duì)聲的吸收作用，這樣可以使?jié)M場(chǎng)時(shí)和僅用一樓開會(huì)(3000人)時(shí)，都有較高的語(yǔ)言清晰度。

五、例題講析

例1站在橋洞里說話時(shí)。聽不到回聲的原因是(

)

A，橋洞兩端是開口的。不能產(chǎn)生回聲

B，橋洞反射產(chǎn)生的回聲從洞口跑了

C，橋洞窄小，回聲與原聲混在一起

D，橋洞兩側(cè)的回聲正好抵消

解析 因?yàn)闃蚨磧?nèi)的距離短，回聲與原聲到達(dá)人耳的時(shí)間差小于0.1s，與原聲混在一起加強(qiáng)了原聲，所以選c。

例2將超聲波垂直向海底發(fā)射。測(cè)出從發(fā)射超聲波到接收反射波所用的時(shí)間是4 s，海底深度是多少?(聲音在水中的傳播速度是1 450 m/s)

解析超聲波往返海面與海底一次用了48，則海面到海底所用的時(shí)間為28，則海底的深度為：s=vt=1450m／s×2s=2900m

例3馳名中外的北京天壇里的回音壁高6m，直徑65m，當(dāng)人站在回音壁中心(三音石處)拍手時(shí)，過()8聽到第一次回聲，過()s聽到第二次回聲，第三次回聲是在聽到第二次_回聲后(

)8聽到的，

解析第一次回聲：聲音從中心O到達(dá)墻面A第一次反射到中心處。聲音通過路程為兩個(gè)半徑(OA+AO)即射向墻面又反射到圓心：t=s／v=65m／340m／s=0.2s，第二次回聲：聲波到達(dá)O經(jīng)墻面B第二次被墻面反射，到達(dá)圓心O，第二次回聲所用時(shí)間t=s／v=(65+65)m／340m／s=0.4s，同理聽到第三次回聲是在聽到第二次回聲后0.2s

例4一位獵手在山谷間鳴槍后經(jīng)1s后聽到第一聲回聲，大約又經(jīng)過了28后又聽到了第二聲回聲，則這兩座山之間約相距多少米?

解析首先聽到的那聲回音是聲音反射距離較近的那座山。所以人和近的那座山相距s1=vt=340m／s×ls／2=170m，后來聽到的那聲回音是聲音反射距離較遠(yuǎn)的那座山。所以人和遠(yuǎn)的那座山相距sz=vt=340m／s×(1+2)s／2=510m，一共就是170m+510m=680m。