回聲       丁時祺

 

她躲在峽谷

她站在山崖上

 

你不理她

她不理你

 

你喊她,她喊你

你罵她,她罵你

 

千萬不要和她吵嘴

最後一聲總是她的

 

        這是詩人艾青為少年朋友寫的一首詩¾¾《回聲》。

        回聲,是我們熟悉的現象。它是聲音在傳播過程中遇到障礙物,反射回來而形成的。

        只有障礙物離得較遠,發出的聲音經過較長時間回到耳畔,才容易分辨出回聲和原聲。障礙物離得太近,例如在高牆跟前或室內說話,聲音很快反射回來,回聲和原聲差不多合在一起,分辨不出來,便感覺不到回聲。

        聲源發出的聲波,碰到第一個障礙物形成回聲後又碰到第二個障礙物,就能形成第二次回聲。連續碰到許多障礙物就能形成許多次回聲。前捷克 斯洛伐克阿德爾什帕赫附近,有一個圓的斷岩,在一定的地方講一句簡短的話,斷岩會將原話複述三次。我國江西 弋陽圭峰,是風景優美的遊覽勝地,那媦h峰疊嶂,巍峨秀麗,其中有一處名勝叫做「四聲谷」,遊客高喊一聲,可以先後聽到四次相同的回聲。英國 牛津郡的一個地方,放一次槍,槍聲可以在山谷內連續反射20次之多,在沉寂的晚間,可以很清楚地聽到聲聲回響。在雷雨天,電光閃過,雷聲隆隆不絕,要經過好長時間才消失,這也是聲音經過地面、山嶽和雲層多次反射的結果。

        我國勞動人民很早就懂得運用聲音的反射原理。建於代的著名建築北京 天壇的回音壁、三音石和圜丘,就具有奇妙的聲學現象。

        回音壁是一個圓形的圍牆,高約6米,半徑32.5米。整個圍牆都很光滑,是一個很好的聲音反射體。只要有人對牆壁說話,即使聲音很輕,由於聲波沿圍牆內壁多次反射,站在圍牆根各個位置上的人都能聽得清清楚楚,就跟打電話一樣。

        三音石處於圍牆的圓心位置上。站在這石上鼓一下掌,掌聲就被圍牆反射回來構成第二次回聲以至第三次回聲,人們就可以聽到啪、啪、啪三響。如果掌鼓得響些,有可能聽到五六響。

          圜丘是一個由漢白玉砌成的圓形平台,半徑為11.4米,周圍有石欄杆環繞。站在圓平台的中央鼓掌或講話,聲音被石欄杆反射回來,回聲和原聲合在一起,使人覺得聲音非常響亮,甚至震得耳朵難受。

          使聲波反射的障礙物不一定是固體,也可以是液體和氣體。例如聲波從熱空氣團傳播到冷空氣團,冷空氣團會反射聲波;天空中由密集的水滴形成的雲層也會反射聲波。

        歐洲 阿爾卑斯山的一個鐵路隧道堙A有一次28噸火藥爆炸,本來40千米以外就聽不到爆炸聲了。奇怪的是從爆炸地點往北160千米地方,人們卻很清楚地聽見了爆炸聲。聲音怎麼會跳躍到這樣遠的地區去呢?瑞士氣象學院的解釋是:距爆炸地點80千米處的上空有一片濃厚的雲層,由隧道弧形反射壁聚集後傳播出去的聲波被這片雲層反射到地面,使相距160千米處的人們聽到了爆炸聲。

        人們利用回聲研製出許多重要的儀器。1912414英國當時最大最先進的郵輪泰坦尼克號在赴美國首航途中跟冰山相撞而沉沒,造成了航運史上特大的災難。這種事故促使科學家找到利用回聲來探測冰山或暗礁的方法。這就是在船底裝置回聲探測儀器。這種儀器還可以用來測量海水的深度。過去測量海深要用很長的繩索繫重鉛錘投入水底,既慢又費勁,現在用回聲探測儀器向海底發射聲波,聲波遇海底反射回來,儀器接收到回聲,並準確的記下聲波從發出到返回所需要的時間,根據聲音在海水中傳播的速度(約每秒1435米),就可以算出海的深度。

         第二次世界大戰期間又研製出主動聲納和被動聲納。主動聲納由簡單的回聲探測儀器演變而來,它主動地發射超聲波,然後收測回波進行計算;而被動聲納則由簡單的水聽器演變而來,它收聽目標發出的噪聲,判斷出目標的位置和某些特性。