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趣味物理学
1.12.3 10.3 声音的镜子
10.3 声音的镜子

我们可以把树林、高墙、大型建筑、高山等等凡是能反射声波的障碍物,看成声音的镜子,因为它们能像平面镜反射光线那样反射声波。

当然像反射光波的镜子一样,反射声波的镜子可不是只有平面镜,还有凹面镜、凸面镜。而声波的凹面镜也能将声波聚集在它的焦点上,让声音听起来更响亮。

图10-3 有反射和聚焦声音功效的声音凹面镜

取两只盘子,我们来做一个有趣的实验。首先将一只盘子平放在桌面上,用手拿一块机械表放在盘子上方,距离盘子要近,几厘米高就行。将另一只盘子举起来,侧着放在耳边,如图10-3所示。只要调整好手表、两只盘子和耳朵的位置,你可以多调试一下,你就会成功地“误听”到从耳边的那个盘子发出的滴答声。如果你闭上双眼,这个错误的判断更会误导你,让你相信手表就拿在耳边的那只手上,如果那时你仅凭听觉来辨别手表在哪只手上,左手还是右手,你很可能就会出错。

中世纪的建筑师们在设计大型城堡时,常利用声音的反射原理,有意地在室内设计一个声音凹面镜,并把一尊半身人像放在其焦点上,让人们误以为声音是从石像嘴里发出的。当然,有的也利用隐藏在墙壁里的传声管,巧妙地把石像安在传声管室内端的焦点上,也能获得同样的效果。

图10-4 会说话的半身像,它经常出现在古代城堡筑里面(此图摘自一本1560年出版的书中)

图10-4所画的就是利用传声管制造成声音怪事的设计图,它出自十六世纪的一本古书,这个装置真可谓是异想天开:通过外接的传声筒,拱形的天花板能把外面的各种声音传送到大厅里的石膏人像的嘴上;而暗藏在建筑物里面各种巨大的声音凹面镜,能把大厅的声音聚集在石膏像的附近。诸如此类的设计装置很多。当然,它们的目的相同,就是让走进这个房间的客人们感觉,那个石膏人像真的能说会唱。