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第18章 音乐厅中运用了什么声学原理

音乐厅在设计时主要运用了声学中的混响和回声。

音乐厅是乐队演出的主要场所,除了专门为乐队服务的音乐厅之外,歌剧院、大会堂、大教堂、演播大厅、电影院等都可以作为音乐厅使用。

反映音乐厅质量的主要因素是混响。乐器停止演奏后,声音并不会马上消失,而是伴有余音的,即分贝数渐渐下降,这种现象叫做混响。声学上把声音衰减60分贝的时间称为混响时间。混响是由于声音在室内反射造成的,室外是不存在混响的。

混响时间主要和以下因素有关:

房间的体积--通常房间的体积越大,混响时间就越长。

房间内壁的材质--如果内壁是粗糙柔软的吸声材质,混响时间就会短些;如果内壁是坚硬光滑的反射材质,混响时间就会长些。房间的内壁是指墙壁、天花板、地板,以及音乐厅内一切影响声音传播的障碍物,尤其是坐椅,增加有软垫的坐椅数量会大大缩短混响时间。

声音的频率--由于高频声音的反射和衍射能力比低频声音差,因此高频声音的混响时间比低频声音短。

如果混响时间太短,就会使声音变得干涩无味,反之如果太长,则会使音乐失去清晰的线条。二者都不利于音乐的欣赏。实践证明,适合乐队演奏的音乐厅,混响时间应该在1.5~2秒。当然,最佳的混响时间并不是固定不变和唯一的,它还取决于听众的爱好、音乐的类型、乐队的规模等因素。

与混响类似的一种现象就是回声,语言和音乐都会在回声的作用下变得模糊不清,因此回声是音乐厅中必须避免的。产生回声的主要原因是声音的反射体,如果反射体表面很平滑,那么声音会作镜面反射,同一束声线(把光学中“光线”的概念运用到声学中即为“声线”)很有可能同时到达某个地方,就会产生回声;如果反射体的表面凹凸不平,那么声音会作漫反射,同一束声线会被反射到不同的方向,然后以不同的时间到达某个地方。从而形成混响。音乐厅的天花板通常有避免回声的装饰,比如很多形状不规则的吊顶等。

除此之外,管弦乐和合唱表演必须使用乐队罩。也就是乐队背后的音板,这样,向上和向后传播的声音就会尽可能多地被音板反射回来,使乐队罩起到聚光灯后凹面镜的作用。反之。如果把音板换成绒布,那么音量将会减轻很多。

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