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回声与混响

重庆市无线电科普体验中心
重庆市无线电科普体验中心。
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声音是一种机械波,它通过介质从一个位置传播到另一个位置。当介质中的一个粒子与其相邻粒子相互作用,将机械运动和相应的能量传递给它时,就会发生这种通过介质的运动。这种通过粒子相互作用、通过介质的机械能传输使声波成为机械波。

当声波到达其介质的末端时,它会经历某些特殊行为。无论介质的末端是墙壁、峡谷悬崖还是水的界面,都可能会发生一些折射、反射或衍射。从障碍物反射声波会导致你可能经历过的一些现象。如果曾经在大峡谷内,可能已经听到由声波从峡谷壁反射产生的回声。在一个峡谷中,你喊了一声,不久后,你会听到的回声,类似于原始声音的微弱声音。这种回声来自远处峡谷壁上的声音反射并最终返回你的耳朵。

由于人体对声音的感知通常只在记忆中持续0.1秒,所以,要听到回声,峡谷壁距你站立的位置应约 17 米以上,则声波将需要 0.1 秒以上的时间反射并返回给你,从而听到反射声音比原始声音很小的时间延迟。因此,我们将反射声波的感知称为回声。

北京天坛的三音石,在这个位置上拍手一次,可以听到三个回声。我们还可以注意到电话通话中发生串扰时产生的回声。

如果反射声波在原始声波后不到 0.1 秒内到达你的耳朵时,就会感觉到混响。由于原始声波仍保留在记忆中,因此反射声波与原始声波之间没有时间延迟。这两种声波往往合并为一个非常长的声波。

如果曾经在淋浴时唱歌,那么你可能已经经历过回响。由于淋浴墙距离通常不到17米,因此这些反射声波与原始声波相结合,产生一种持久的声音,这就是混响。

另外,当由于多个源引起的声音反射发生在封闭系统内时,也会发生混响。混响是由这种回声叠加产生的声波的反射。

所以,根据声音的传播速度,产生回声的源和反射物体之间的最小距离应为17m。差异必须大于大约100毫秒才能被感知为回声。