声音也会“反射”吗？

河北省滦南县长凝镇初级中学王丽娟

声音也会“反射”吗？

河北省滦南县长凝镇初级中学王丽娟

十月是秋高气爽的旅游旺季，我们一家来到北京著名景点天坛参观，里面的回音壁引起了我的极大兴趣。回音壁是皇穹宇的围墙,如果一个人站在东配殿的墙下，面朝北墙轻声说话，而另一个人站在西配殿的墙下，面朝北墙轻声说话，两个人把耳朵靠近墙，虽然远隔40多米，但依然可以清楚地听见对方的声音。妈妈告诉我，这就是声音的反射现象，即声音遇到障碍物可以被弹回来。

【提出问题】声音碰到障碍物真的可以被弹回来吗？

【进行猜想】（1）声音是看不见的，我们在墙里大声说话，墙外可以听到，可见声音能穿透物体传播，不会被弹回。

（2）我们对着高山大喊一声，过一会儿能听到回声，可见声音碰到障碍物会被弹回。

【设计及进行实验】

实验器材：两个长纸筒，一块能发出“嘀嗒”声的手表，一块硬纸板。

实验过程：（1）把两个长纸筒排成八字形放在桌子上，把手表放在其中一个纸筒的开口处，把耳朵放在另一个纸筒的开口处，听不到手表的“嘀嗒”声。

（2）如图所示，在纸筒的开口连接处立放一块硬纸板，调节硬纸板的位置，直到能清晰地听到手表的“嘀嗒”声。

（3）再取走立放着的硬纸板，这时又听不到手表的“嘀嗒”声了。

【实验结论】声音碰到障碍物会发生反射。

【实验分析】声音以波的形式在空气中传播，如果纸筒开口连接处没有放硬纸板，声波就从纸筒另一端传播出去了，不会被反射回来进入另一个纸筒，因而我们听不到声音；当我们在纸筒开口连接处放上一块硬纸板的时候，声波就会被硬纸板反射回来进入另一个纸筒，因此我们就从另一个纸筒的开口处听到了声音。

声音穿透物体传播指的是固体可以传声，和声音的反射并不矛盾，它们是声音的两种不同性质。人耳能辨别出回声的条件是反射声具有足够大的响度，并且与原声的时差大于0.1秒。否则回声就和原声混合在了一起，增强了原声。当反射面的尺寸远大于入射声的波长时，听到的回声最清楚。

当然，回音壁作为我国古代建筑中的杰作，远不止这么简单。我又上网查阅得知：回音壁的回音原理是圆形墙面连续反射声波，所以人说话时要和墙面保持一定的距离。它的建造暗含了声学的传音原理。围墙由磨砖对缝砌成，光滑平整，弧度过度柔和，是很好的声音载体，在传音的过程中对声音的损失极小。其次，回音壁为半圆形，加之围墙上端覆盖着琉璃瓦使声波不致于散漫地消失，声音就这样清晰地传到了另一方，出现了回音壁的回音效果。

【实验拓展】回声在我们的生活中有广泛的应用。比如我们熟悉的倒车雷达，利用的是超声波原理，由装置于车尾保险杠上的探头发射超声波撞击障碍物后发生反射，从而计算出车体与障碍物之间的实际距离，再提示给驾驶者，使停车和倒车更安全。

再比如现在被广泛应用于国防、海洋开发事业的声呐装置。它可以用来测量海深、冰山的距离和敌方潜艇的方位。人们在其基础上还研制出各种鱼探机，不但可以测到鱼群，还能分辨出鱼的种类和大小，极大地促进了渔业的发展。