登陆注册
14313600000004

第4章 奇妙的古代声学建筑

古代人常常应用声音的一些特性建造一些特殊的建筑物。比如北京天坛中的回音壁、三音石、山西普救寺内的莺莺塔等,以此增加它们肃穆威严气氛。

这些建筑物巧妙利用了声学的一些原理,既有很强的使用价值,也收到了奇妙的艺术效果。表现了我国古代劳动人民的聪明才智。

利用声学效应的建筑在我国已发现不少。北京天坛和山西省永济的莺莺塔是迄今保存完好的具有声音效果的建筑。此外,还有四川省潼南县的石琴、河南省郊县的蛤蟆音塔和山西省河津县的镇风塔等。

北京天坛是著名的明代建筑。其中皇穹宇建于1530年,原名“泰神殿”,1535年改为今名。天坛的部分建筑具有较高的声学效果,使这一不寻常的“祭天”场所,更增添了神秘的色彩。

天坛建筑物中最具声学效应的是:回音壁、三音石和圜丘。

回音壁是环护皇穹宇的一道圆形围墙,高约6米,圆半径约32.5米。内有3座建筑,其中之一是圆形的皇穹宇,位于北面正中,它与围墙最接近的地方只有2.5米。回音壁只一个门,正对皇穹宇。

整个墙壁都砌得十分整齐、光滑,是一个良好的声音反射体。

如有甲、乙两人相距较远,甲贴近围墙,面向墙壁小声讲话,乙靠近墙壁可以听得很清楚,声音就像从乙的附近传来的。只要甲发出的声音与甲点的切线所成的角度大于22度时,声音就要碰到皇穹宇反射到别处去,乙就听不清或听不到。

在皇穹宇台阶下向南铺有一条白石路直通围墙门口。从台阶下向南数第三块白石正当围墙中心,传说在这块白石上拍一下掌,可以听到3响,所以这块位于中心的白石就叫“三音石”。

事实上,情况不完全是这样。在三音石上拍一下掌,可以听到不止3响,而是5响、6响,而且三音石附近也有同样的效应,只是声音模糊一些。

这是因为从三音石发出的声音等距离地传播到围墙,被围墙同时反射回中心,所以听到了回声。回声又传播出去再反射回来,于是听到第二次回声。

如此反复下去,可以听到不止3次回声,直至声能在传播和反射过程中逐渐被墙壁和空气吸收,声强减弱而听不见。

如果拍掌的人在三音石附近,从那里发出的声音,传播到围墙,不能都反射到拍掌人的耳朵附近来,因此听到的回音就比较模糊。

圜丘是明清两代皇帝祭天的地方。它是一座用青石建筑的3层圆形高台。高台每层周围都有石栏杆。在栏杆正对东、西、南、北方位处铺设有石阶梯。最高层离地面约5米,半径约11.4米。

高台面铺的是非常光滑、反射性能良好的青石,而且圆心处略高于四周,成一微有倾斜的台面。人若站在高台中心说话,自己听到的声音就比平时听到的要响亮得多,并且感到声音好像是从地下传来的。

这是因为人发出的声音碰到栏杆的下半部时,立即反射至倾斜的青石台面,再反射到人耳附近的缘故。莺莺塔就是山西永济的普救寺舍利塔。因古典文学名著《西厢记》中张生和莺莺的故事发生在普救寺,所以人称莺莺塔。塔初建于唐代武则天时期,是7层的中空方形砖塔。后毁于明代的1555年大地震。震后8年按原貌修复,并把塔高增到13层50米。莺莺塔最明显的声学效应是,在距塔身10米内击石拍掌,30米外会听到蛙鸣声;在距塔身15米左右击石拍掌,却听到蛙声从塔底传出;距塔2500米村庄的锣鼓声、歌声,在塔下都能听见;远处村民的说话声,也会被塔聚焦放大。

诸如此类奇特的声学效应,原来是由于塔身的形体造成的:塔体中空,具有谐振腔作用,可以把外来声音放大。塔身外部每一层都有宽大的倒层式塔檐,可以把声音反射回地面,相距稍有差别的13层塔檐的反射声音会聚于30米外的人的耳朵而形成蛙鸣的感觉。

石琴位于重庆市潼南县大佛寺大佛阁右侧的一条上山石道中,由36级石梯组成,像一个巨大的石壁。从下半部的主洞口自下而上的第四级石阶,直至第十九级石阶,每一个阶梯像一根琴弦,若拾级而上,就会发出悠扬婉转,音色颇似古琴的声音。

石蹬发音的声学原理是,脚踏石阶产生强迫振动,在空气中形成声波。其中以两侧岩壁最高处的7级石阶发声最响,脚下响声似琴音,令人神往。古人称为“七步弹琴”,并题“石蹬琴声”4个大字。

蛤蟆音塔在河南省郊县。音塔其貌不扬,却以奇声夺人。在塔的任何一面,距塔10米以外,无论拍掌、击石都可以听到蛙鸣的回声。如春天池塘里有千万只蛤蟆在鼓膜低唱,令人遐想。

分析结论是,蛤蟆塔本身排列有序,而且其塔檐对声音有会聚反射作用,从而产生回音。

镇风塔位于山西省河津县的康家庄,是一座比世界名塔永济莺莺塔回音效果还要好的回音塔。

镇风塔呈平面方形,为密檐式实心塔,共13层,围长18.4米,高约30米,每层檐拱角各悬吊一只小铁钟,风来丁零作响。

塔刹呈葫芦形,顶端有一立式凤凰。站在塔下拍手、跺脚、敲砖、击石,塔的中上部便传出小青蛙、大蛤蟆的不同叫声,还有清脆悦耳的鸟鸣声。如果10多个人一齐拍手,其声犹如群蛙在夏夜池塘边竞相放歌,悦耳动听,妙不可言!

我国古代建筑是利用声学效应的科学宝库,很多声学建筑成就体现了声学与音乐、声学与哲学和声学与建筑、军事等的结合。这也是我国古代物理学发展的根本特点之一。

同类推荐
  • 宋阙

    宋阙

    戏美人,撷红采绿;游江山,拾遗补阙。忙于历史毕业论文的陈孤,不仅意外地回到了千年前的宋朝,而且还被困在了一副棺材里。更出乎意料的是,在随后的一场江湖刺杀中,他竟然成为了,造反名声后人皆知的明教教主。这样的奇怪起点,他该如何抉择未来之路?处江湖之远,为教主尊位,手持三阿,闯荡情仇交织。居庙堂之高,以名士风流,心怀天下,搅动风雨波澜。在仁宗朝的江湖和庙堂之间,来自现代的陈孤,游转自如,皆为王者,演绎辉煌传奇!———ps:宋阙,‘que第一声’,拾遗补阙(缺)。非宫阙(que第四声)。
  • 明初寒门子

    明初寒门子

    一样的历史,一样的人物,且看王安这只小蝴蝶怎样煽动大明的历史!
  • 异界一统

    异界一统

    乱世操戈,男儿当称雄。汉末三国,群雄并起。是不是看够了猪脚王八之气一发,名将美女收一大把。是不是觉得猪脚得有猪脚光环?是的我也觉得该有。是不是觉得猪脚该花心?不,我认为不该。是不是看到简介就想看书?是的,我认为你该好好看看。看看不一样的剧情,不一样的三国;看看认为一个人不行,那就要领导一群人在群雄割据的三国打造一个统一的帝国的猪脚。精彩尽在不一样的三国,猪脚期待你的阅读。
  • 我儿不是唐僧

    我儿不是唐僧

    陈骏穿越了,来到一个似是而非的大唐,成了一名从海州入长安赶考的士子。名字依旧是陈骏,表字光蕊。穿越成‘唐僧亲爹’已经让陈骏惊掉下巴,但这个世界显然比他想象的更复杂,众多宇宙秩序势力早已悄悄拜访,并且一直在影响着这颗星球。罗士信手执龙魂枪,一人镇守一城。杜如晦长袖轻挥,能拨云见日。就连陈骏自己也不正常,体内自带星球,一拳打出能得到星球力量加持,举鼎、拔柳如同喝水一样轻松。“看到这个沙包一样大的拳头没有,在小爷的星球BGM里,管你什么高等秩序,惹事的都得跪着唱征服。”
  • 重生美国之富甲天下

    重生美国之富甲天下

    来到1872年的美国,李牧最初的想法只是把曼哈顿岛买下来,当一名混吃等死的超级寓公——只可惜身在这个大时代,有些事不是你想逃避就能逃避得了的。新书《重生南非当警察》已上线,求关注。
热门推荐
  • 术法成仙

    术法成仙

    天罡三十六法,地煞七十二术佛门六神通旁门左道三千术万般诸法只为成仙
  • 懂得女孩,教好女孩

    懂得女孩,教好女孩

    本书采用众多教育事例,对家长进行具体的教育指导,突出的是生活中各种各样的教育细节。全面分析了女孩的独特的个性特征与心理特征。并针对女孩的性别特征、成长过程中经常出现的问题,提出了更富有针对性的指导。全书的写作,紧紧围绕女孩的个性特征、教育方法展开,阐述了培养女孩的好心态、好性格、好习惯的重要性。本书教授的知识是父母的家教助手,是女儿的终身财富。
  • 画龙变

    画龙变

    没落的王家,出现了大陆千万年来最耀眼的天才。他说:“我王家人。他们与生俱来就是光荣的,我不能自私的夺走他们赖以生存的光荣。现在,让我重拾王家数千年的辉煌,重拾各位先祖的荣光。”他说:“虽然你我此时都是那么的弱小,可是终有一天,我们会让这片大陆好看。”他不是最无敌的,但他会是最无畏的!我们且看天才是如何在这片大陆山呼海啸的围杀下,成长,发光!让燕国王家的名声再一次响彻天下,振聋发聩。新人新书,诚意之作,绝不太监。我不是要写出多么惊天动地的小说,只求为大家调剂生活,或者在大家陷入低谷的时候,催促大家,我们还有梦可追。我画龙,愿你们为我点睛。真的谢谢了。
  • 快穿死生契阔

    快穿死生契阔

    明曦因神魂被重创,神魂消散,记忆严重缺失,只有穿梭三千小世界收集功德,才能修复神魂寻回记忆。人生得意须尽欢,后悔的事后悔的时候再说。明曦看着他艰难的挪着小步子,毫不留情的说:“你那小碎步真是迈得极好,闺阁女子都不如你。”某位重伤的大魔头???不要与她计较,唯女子与小人难养也,不与她一般见识!!!明曦看着他大杀四方,还在她眼前炫耀的样子,忍住怒气:“你以后不要和我玩游戏了,我的五杀全被你拿了。”某个费尽心思秀操作求夸奖的人,委委屈屈,默默地退出了游戏。 数万年前...九天之下,渊水之畔: 与他初见,惊鸿一瞥,思之不忘。 千年后,九天之上,凤凰涅槃,天地相贺,霞云流光,潋滟万里。 她站在渊水畔对他说:“你是我的了,生生世世。” 天地为证,凤族明曦在此,以心头血为引,取精血为介,定下生死契,此后心意相连,与之同生与之同死,若违此契,神魂惧灭。 她孤注一掷用永生永世作为赌注,与他定下生死契,大不了神魂具灭而已,反正有你与我同生共死。 九天之上,他背对她,神魂化流光极速消散:“这样就记得我了罢,还会忘了吗?”
  • 九世沉沦

    九世沉沦

    夏羽一个在普通不过的书呆子,一次到函谷关去旅游被紫气东来的异象带到了天元大陆附身到一个十二岁小孩的身上,本来夏羽准备老老实实做个凡人当当皇帝一统天元。可是却被修士给夺了了皇位。既然你们不让我一统天元那我只好修炼把你们全部踩在脚下,我夏羽再也不要自己的命运被别人操纵。天元没有功法只有修道。法术、幻术、体术才是主流。法宝、神兵、丹药、道经什么都有!修炼境界:练气、筑基、金丹、元婴、三花之境(大能)归元之境(王者)生死劫(教主)斩道(圣者)通天(帝君)新人新书求点击、求收藏、求推荐。
  • CF成神系统

    CF成神系统

    玩CF不要MVP?不可能的,不然和咸鱼有什么区别。
  • 快穿之病娇的世

    快穿之病娇的世

    “世界的崩塌与我何干”这是他们的意见相同的一次,也是他们的相遇。崩塌的世界,是对是错,谁又能解释,世界与人而言是对是错,公平与否真的重要?病娇的碰撞,谁给了谁温暖,谁给了谁希望。
  • 九宫史记之五真乱世

    九宫史记之五真乱世

    星云缥缈,虚实莫定,九宫为六界之仙境,至精至纯之地,忽生异端,新人旧人命运跌宕,与九宫共存、与六界而生,是以传记之各英雄平生事迹。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 平番始末

    平番始末

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。