《趣味物理学》在线阅读——第10章 声音和听觉

第10章 声音和听觉

10.1　怎样寻找回声？

　　谁都没有看到过它，

　　听呢，——每个人都听到过，

　　没有形体，可是它活着，

　　没有舌头——却会喊叫。

——涅克拉索夫

　　马克·吐温写过一个笑话，说到一位不幸的收藏家想搜集……你猜搜集什么？搜集回声！他不辞劳苦地收买了许多能够产生多次回声的土地。

　　首先，他在乔治亚州收买回声，这地方的回声可以重复4次，接着跑到麦里兰去买6次回声，以后又到美恩去买13次回声。接下去买的是堪萨斯的9次回声，再下去是田纳西的12次回声，这一次买得非常便宜，因为峭岩有一部分崩毁了，需要加工修理。他以为可以把它修理好，但是担任这个工作的建筑师却向来没有过把回声变成三倍的经验，因此终于把这件事情搞坏了，——加工完毕以后，这地方恐怕只适宜给聋哑的人去住了……

　　这当然只是开玩笑；但是很好听的多次回声却也的确在地球上各地方存在的，有的很早就已经引起大家注意，变成全世界出名的地方了。

　　这里可以提几个有名的回声的例子：在英国的武德斯托克，回声可以清楚地重复17个音节，格伯士达附近迭连堡城的废墟能够得到27次的回声，后来一堵墙壁给毁坏，这回声才“静默”下去。捷克斯洛伐克的亚德尔士巴哈附近一个圆的断岩，在一定的地方上可以使7个音节做3次重复的回声，但是离这个地点几步，即使步枪的射击也不会发生回声。更多次数的回声曾经在米兰附近的一座城堡（现在已经不存在了）听到过：从侧屋窗子放出的枪声，回声重复了40－50次；用大声读一个单字，也能够重复30次之多。

　　山地里的回声跟平地上不同，种类很多，可是听到的机会反而少。在山地里，要听到回声比在树林环绕着的平地里困难。

　　你就会明白这是什么原因。回声实际上就是从某个障碍物反射回来的声波，它和光的反射一样。“声线”（就是声波传播的方向）的入射角也等于它的反射角。

　　现在请设想你站在山脚下，而那会把你的声音反射回来的障碍物比你站立的位置高，例如在AB的地方。这儿不难看到，沿着Ca，Cb，Cc等线向前扩展的声波，经过反射，就不会到达你的耳朵，而在空间沿aa，bb，cc等方向散射开去。假如你站立的位置和障碍物在同一水平或者比障碍物高，那么情形就两样了。沿Ca，Cb向下传播的声音，沿CaaC或CbbC折线，从地面反射一二次后，会又回到我们的耳边来。两点之间地面的凹陷，会使回声更加清晰，起着象凹面镜一样的作用。相反的，假如C，B两点之间的地面是凸起的，那么这回声就很微弱，甚至根本不会传到你的耳朵里；这样的地面会和凸面镜一样，把“声线”散射开去。

　　在不平坦的地面上寻找回声，是需要一定的技巧的。甚至已经找到了最合宜的地方，还得知道怎样把它“召唤”出来。首先，你不可以站在离障碍物太近的地方：应该让声音走过一段相当远的路，——否则回声回来得太快，会跟原来发的声音汇合到一起。我们知道声音的速度是每秒340米，那么就不难了解，当我们站在离障碍物85米的时候，你应当在发出这声音以后半秒钟，听到这个回声。

　　虽然回声的产生是“由于一切声音在空旷的空间产生自己的反映”，——但是并不是所有声音反映得同样清晰的。“野兽在森林里吼叫，或者是号角在吹，或者是雷声在轰鸣，或者是一个女孩子在土丘后面歌唱”，所得到的回声都各不相同。所发声音越尖锐、越断续，所得到的回声就越清晰。最好是用拍手来引起回声。人的声音引起的回声比较不清晰，特别是男子的声音；妇女和孩子的高音调可以得到清晰得多的回声。

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