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第5章 回声是怎样产生的

声波在传播的过程中,如果碰到大的反射面,比如建筑物的墙壁等,会在界面发生反射,人们把能够与原声区分开的反射声波称为回声。更通俗地说,当声波碰到某个障碍物时,它会弹回来,我们会再听到这个声音,这个反射回来的声音就是回声。如果是在空旷的田野上,回声比较模糊,因为声音的振动会向四处散开,能量会散失。如果在一个密闭的空间里(如隧道),反射的声音就不会跑掉,所以回声会很大。

回声原理在日常生活中应用非常广泛。在建筑方面,设计、建造大的厅堂时,必须把回声现象作为重要因素加以考虑。在封闭的空间里产生声音后,声波会在四壁上不断反射,即使在声源停止振动后,声音还会持续一段时间,这种现象叫做混响。混响时间如果太长,会干扰有用的声音。但是混响太短也不好,会给人以单调、不丰满的感觉。所以设计师们必须采取必要的措施,例如,厅堂的内部形状、结构、吸声、隔声等,以获得适量的混响,从而提高室内的音质。再比如建造音乐厅时,如果在墙壁和墙壁之间有太多回声来回地弹来弹去,那么观众就会听到一大堆混乱的杂音。这就称为交混回响。为了减少交混回响,音乐厅必须建造成特殊的形状,并用木材这类吸音效果好的质料来建造。

回声在地质勘探中也有广泛的应用。例如在石油勘探时,工作人员常采用人工地震的方法,即在地面上埋好炸药包,放上一列探头,把炸药引爆,探头就可以接收到地下不同层界面反射回来的声波,从而探测出地下油矿。

回声还可以用来测鱼群、潜水艇和沉到海底的船。有些船上装有回声测深器,这种仪器会把声波送入海里。而回声传回船上所花的时间,可以用来算出船下任何物体的形状和位置。

蝙蝠能发出尖锐的叫声,然后再用它灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置、大小和形状,以及物体是否在移动等等,这种技术称为回声定位法。它可以帮蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉猎物。蝙蝠尖锐的回声我们人类是听不到的,因为它属于一种超声波。

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