３．回音壁為什么回音？

聲音碰到障礙物會改變傳播方向，這在物理學上叫做聲音的反射，反射回來的聲音叫做回聲。但是人必須站在障礙物十幾米以外叫喊，才能聽到回聲。這是因為人的耳朵受到生理特性的限制，只有聽到直達聲1/15秒以后再聽回聲，才能夠把直達聲和回聲分開來。回聲和直達聲的傳播速度是一樣的。在1/15秒里，聲音走過的距離是340米/秒×1/15秒≈22.7米。因此，要聽到回聲，人離障礙物必須大于11.35米。

修建于1530年的北京天壇公園里的回音壁和三音石，巧妙地運用了回聲。回音壁是一個圓形圍墻，高6米，直徑65米。圍墻砌得十分整齊光滑，反射聲音的性能極好。一個人站墻壁前任何一處，比如甲處，對著墻壁輕聲說話，另一個人站在幾十米遠的墻壁前，比如丙處，可以清楚地聽到甲處那個人的話，而且好象在近處，比如乙處發出來一樣。

三音石位于回音壁的中心。人站在這塊石頭上拍一下手掌，就可以斷續地聽到三次回聲。如果使很大的勁拍手掌，聽到的回聲可能是五、六次。因為從三音石處發出的掌聲，沿半徑向四周傳播，受墻壁反射后同時到達三音石處，人就聽到第一次回聲。第一次回聲再向四周傳播，又受墻壁反射回來，人就聽到第二次回聲。……經過幾次反射，聲音的能量損耗得差不多，回聲就聽不到了。

聲音不但遇到堅硬的障礙物會反射，有時候遇到柔軟的物體也會反射。有一年，位于瑞士和意大利交界處的阿爾卑斯山的一條鐵路隧道里，爆炸了28噸炸藥。30公里以內的瑞士人聽到了，35公里以外的人聽不到。但是，遠在160公里以外的德國人卻清楚地聽到了這次爆炸的轟響。原來瑞士人聽到的是直達聲，而德國人聽到的是回聲。

炸藥爆炸后，聲音向北傳播，在離爆炸處80公里的上空，遇到了能夠產生回聲的空氣流，就把爆炸聲反射到160公里遠的地面上來了。

(廖秉權根據《閑話經典物理學》摘編)