我国古代建筑中的声现象---岳云峰

我国古代建筑中的声现象

河南省平顶山市第七中学  岳云峰

声现象是初中八年级的一个很重要的部分，通过学习，我们知道了声音的产生与传播、如何听到声音、声音的几个特性、噪声的危害和控制、声的利用等知识。但是教材上关于声现象在建筑上的应用涉及的很少，从古自今，声现象在建筑上的应用却是一个很重要并且有趣的方面。

利用声学效应的建筑在我国已发现不少。古典籍中关于空穴传声类的记载与建筑有关的也有“地听”、“墙听”（《墨子·备穴篇》）等，用陶瓮口向内砌墙可以隔音，在琴室及戏台下埋大缸可增加混声回响效果。著名的北京天坛中的回音壁、三音石与圜丘都巧妙地利用了声的反射效应。还有山西省永济县普救寺内的莺莺塔，河北邯郸磁县的“天子冢”等。

    天坛是我国最壮观、最有特色的古建筑之一．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．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，并且还听得清清楚楚，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？声音在传播的过程中，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，所以声音在传播中衰减很小，尽管离得很远，仍然听的很清楚。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．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减弱，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，是青石砌成的高台，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．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与回音，所以站在圆心石上听起来，声音格外响亮．但是站在圆心以外说话，或者站在圆心以外听起来，就没有这种感觉了．

山西省永济县普救寺内有座高36米多，共有13层的塔。我国古代文学名著《西厢记》里生动地描述的张生和崔莺莺冲破封建礼教的爱情故事就发生在这个寺庙里，所以，人们就把这座塔叫做莺莺塔。莺莺塔塔身是四方形的，全塔与塔檐都由青石砌成。各层塔檐呈半穹窿形。奇怪的是如果在距塔10米处击石或拍掌，在30米以外就可以听到蛙鸣声；如在距塔15米左右处击石或拍掌，听到的蛙声似乎是从塔底发出。这个奇怪的现象在县志里都有记载，但始终未有解释。

其实这个蛙鸣声是塔檐的多次反射而成的。在地面敲击石块，声音先传到第一层塔檐，被塔檐反射回到收听点，接着声音传到第二层塔檐，声音又被第二层塔檐反射回来，传到收听点，但时间比第一层塔檐反射回来的声音要延后一些，第三层、第四层……塔檐的回声相应地延迟。这样有一定时间间隔的一连串的回声，听起来就像是蛙鸣声了。

同学们，通过上面的介绍，你知道了吧，我国古代的建筑是利用声学效应的科学宝库，还有许许多多奇特的声现象有待于大家进一步发掘。