回聲的原理是什麼

1樓：廣西師範大學出版社

山洞長有耳朵，你一定不會相信。但是，世界之大，無奇不有，有些山洞的確像長有耳朵一樣，哪怕你在洞底喃喃細語，洞口的人也聽得清清楚楚。

義大利西西里島就有這樣乙個奇特的山洞。它從洞頂到洞底深40公尺，人在洞頂貼耳俯壁細聽，可以聽到洞底人的呼吸聲；如果講話，更是聽得一清二楚。這個洞有乙個奇怪的名字，叫「狄阿尼西亞士的耳朵」。

關於它有這樣乙個傳說古時候，義大利有乙個名叫狄阿尼西亞士的暴君，他兇暴殘忍，陰險狡猾。人民為他做牛做馬，不敢亂說亂動，稍有不慎，就會被投進監獄。狄阿尼西亞士的監獄設在乙個山洞裡。

看守成天伏於山頂洞口，用耳朵監視犯人。犯人之間的交談，對統治者的不滿言論，籌劃中的越獄行動，一字一句都會被看守聽到，然後匯報給狄阿尼西亞士。許多人因此而慘遭殺害。

犯人不知怎麼回事，處處小心，講話也細聲耳語。然而，看守仍然知道他們講的內容。犯人終於明白了，囚洞處處有耳。

從此，這個山洞就被叫做「狄阿尼西亞士的耳朵」。

中國四川北部的大巴山也有這樣一些怪洞，當地人把它們叫做「偷聽巖」。大巴山以前的習俗，要把新婚夫婦送到怪洞裡去度過新婚之夜，以表示對自己祖先的告慰。這個怪洞便成為新人名副其實的洞房。

新人在洞子裡無論怎樣小聲講話，都會有回聲應答，洞外的人也聽得清清楚楚。一些年輕人為了偷聽新人的悄悄話，往往要守乙個通宵。第二天，他們便用新人的私房話去取笑新人。

這些長有「耳朵」的山洞，其實就是回聲在作怪。世界各地有許多類似的回音洞、回音山、回音谷、耳語壁、琴聲石等音響怪地。歐洲還廣泛流傳乙個「回音鬼和小瑪麗」的童話。

童話講的是很久以前，有乙個名叫瑪麗的小姑娘，唱出的歌聲美妙動聽，遠近聞名。小瑪麗家的附近有一座高山，山里住著乙個回音鬼。他十分迷戀小瑪麗的歌聲，每當小瑪麗到山里唱歌的時候，他都要學著唱。

小瑪麗唱一句，回音鬼就跟著唱一句。一高一低，非常有趣。小瑪麗很想見見回音鬼，卻始終見不著。

後來，她出嫁到城市裡去了；再唱歌，也聽不到回音鬼的和聲了，她就再也不唱歌了。

山洞長「耳朵」也好，回音也好，這都是一種聲音反射現象。聲音在傳播過程中，遇到障礙物時，會改變傳播方向。物理學把這叫做聲音的反射。

反射回來的聲音叫做回聲。我國著名的四大回音建築：北京天壇的回音壁、河南的**塔、四川的石琴和山西的鶯鶯塔都獨具匠心地利用了聲音反射原理，具有奇妙的回音效果。

例如，天壇回音壁就是乙個很好的聲音反射體。它的磚牆平順堅硬而光滑，反射效能很好。當人們在甲點講話時，聲音沿著圓形的圍牆，從一點反射到另一點，幾次反射以後，最後到達乙點。

由於磚牆對聲能的吸收很少，所以，聲音在圍牆上被不斷反射不像在空氣中傳播時容易散開減弱，雖然它已經傳播了很遠的距離，到達乙點時，聽起來還很清楚。可是，當人們面對樹林叫喊時，為什麼卻一點回音也聽不到呢。這是因為聲音遇到樹幹、樹枝、樹葉等凹凸不平的物體時，會向各個不同的方向反射。

這種情況叫做聲波的散射。散射使一部分聲波能量被樹枝、樹葉吸收，返回的聲波很弱，有時還被其他方向的聲波抵消了，不能形成清晰的回聲。所以，表面規則(如平面)、光滑、堅硬的障礙物反射效能較好；表面凹凸不平、粗糙、多孔的障礙物反射聲音的能力較差。

根據回聲原理，聲學專家和建築專家在建築劇場、**廳、演播室、電影院等時，為了取得最佳音響效果，對建築結構的形狀、大小都要精心設計，選擇好恰當的建築材料。而根據聲音反射原理製成的聲納，與其他高科技結合在一起，在20世紀中後期已廣泛應用於海洋探測，成為國防及航海業不可缺少的「眼睛」。