寻找回声的方法及原理

马克·吐温讲过一个笑话：

有一个收藏家喜欢搜集回声，他不辞劳苦地跑到世界各地，去购买那些能够产生回声的土地。他先去了佐治亚州，买了一块能重复4次回声的土地。然后，又去了马里兰，买了一块有6次回声的土地。然后，他又到了关恩，买了一块有13次回声的土地。再然后，在堪萨斯买了一块有9次回声的土地，在田纳西买了一块有12次回声的土地。最后买的那块地很便宜，因为这块地的一块峭岩破掉了，需要维修。糟糕的是，负责维修的建筑师缺乏经验，把事情搞砸了。结果，这块地只能给聋哑人住了。

显然，这不过是一个笑话，但回声在现实中却是存在的。有些地方因回声而闻名，成了旅游胜地。下面，我们就来说几个例子。

英国的伍德斯托克，那里的回声可以重复17个音节。在格伯思达附近的一个城堡废墟，回声可重复27次。不幸的是，后来坍塌了一堵墙，这个回声就再没有出现过。在捷克斯洛伐克，有一个叫亚德尔思巴哈的地方，那里有一块断掉的岩石，如果刚好站在一个特定的位置上，回声可以让7个音节重复3次，可如果偏离这个位置，回声就消失了。在米兰附近，曾经有一座城堡也能产生多次回声，据记载，那里的回声最多可重复40～50次，最少也有30多次。

那么，有没有一个地方，只能产生一次回声呢？这样的地方不太好找。不过，如果是在山地里，听到回声的概率会小很多。其实，回声就是声波在传播过程中遇到了障碍物，而后反射了回来，与光的反射是一样的。通常，我们把声波传播的方向叫作声线，和光反射一样，它的反射角也跟入射角相等。

如图146所示，假设你就站在山脚下，你所站的地方C的对面有一个大型的障碍物AB，它比你所站的位置高很多，你发出的声波沿着Ca、Cb、Cc的方向向前传播。很明显，经过反射之后，这些声线并不能回到你站立的地方，更无法传到你的耳朵里，而是沿着aa、bb、cc的方向向上传了出去。(www.xing528.com)

图146　听不到回声的原因

可如果你站立的位置跟障碍物在一个平面上，或者比障碍物略高，如图147所示，情况就不一样了。声波沿着Ca、Cb、Cc向下传播，遇到地面进行反射，遇到了障碍物又进行反射，沿着CaaC或CbbC的方向回到你的耳朵里。这样，你就听到了回声。地面上的那些凹陷，就跟凹面镜一样，能让回声更清楚。反之，如果地面上是一些凸起，回声就会变得微弱，甚至可能会把回声反射到其他方向，从而让你听不到回声。

在凹凸不平的地面上，想寻找回声，需要一些方法。就算你找到一个看似合适的位置，也未必能够听到回声。要想听见回声，就不能靠障碍物太近，必须给声音一个较远的距离进行传播，否则的话，就算有回声，也会因为跟原来的声音相隔时间太短而重合在一起无法分辨。我们都知道，声音的传播速度是340米/秒，如果我们站的位置距离障碍物85米，倘若有回声的话，我们会在半秒后听到它。

图147　听到回声的原因

回声其实并不神秘，它就是声音传播出去后又返回来形成的。但是，并非所有回声都能听清楚，有时我们的听到的回声就像野兽在咆哮，或是像人在吹号角，还有可能像打雷的声音。也就是说，回声是各种各样的。如果产生回声的原声比较尖锐，且不够连贯，那么听到的回声就会清楚一些。拍手能产生清晰的回声，但人说话的声音就不行。而且，男人的声音比女人或孩子的声音更不清楚。