山洞長有耳朵,你一定不會相信。但是,世界之大,無奇不有,有些山洞的確像長有耳朵一樣,哪怕你在洞底喃喃細語,洞口的人也聽得清清楚楚。
意大利西西裏島就有這樣一個奇特的山洞。它從洞頂到洞底深40米,人在洞頂貼耳俯壁細聽,可以聽到洞底人的呼吸聲;如果講話,更是聽得一清二楚。這個洞有一個奇怪的名字,叫“狄阿尼西亞士的耳朵”。關於它有這樣一個傳說:古時候,意大利有一個名叫狄阿尼西亞士的暴君,他凶暴殘忍,陰險狡猾。人民為他做牛做馬,不敢亂說亂動,稍有不慎,就會被投進監獄。狄阿尼西亞士的監獄設在一個山洞裏。看守成天伏於山頂洞口,用耳朵監視犯人。犯人之間的交談,對統治者的不滿言論,籌劃中的越獄行動,一字一句都會被看守聽到,然後彙報給狄阿尼西亞士。許多人因此而慘遭殺害。
犯人不知怎麼回事,處處小心,講話也細聲耳語。然而,看守仍然知道他們講的內容。犯人終於明白了,囚洞處處有耳。從此,這個山洞就被叫做“狄阿尼西亞士的耳朵”。
中國四川北部的大巴山也有這樣一些怪洞,當地人把它們叫做“偷聽岩”。大巴山以前的習俗,要把新婚夫婦送到怪洞裏去度過新婚之夜,以表示對自己祖先的告慰。這個怪洞便成為新人名副其實的洞房。新人在洞子裏無論怎樣小聲講話,都會有回聲應答,洞外的人也聽得清清楚楚。一些年輕人為了偷聽新人的悄悄話,往往要守一個通宵。第二天,他們便用新人的私房話去取笑新人。
這些長有“耳朵”的山洞,其實就是回聲在作怪。世界各地有許多類似的回音洞、回音山、回音穀、耳語壁、琴聲石等音響怪地。歐洲還廣泛流傳一個“回音鬼和小瑪麗”的童話。童話講的是很久以前,有一個名叫瑪麗的小姑娘,唱出的歌聲美妙動聽,遠近聞名。小瑪麗家的附近有一座高山,山裏住著一個回音鬼。他十分迷戀小瑪麗的歌聲,每當小瑪麗到山裏唱歌的時候,他都要學著唱。小瑪麗唱一句,回音鬼就跟著唱一句。一高一低,非常有趣。小瑪麗很想見見回音鬼,卻始終見不著。後來,她出嫁到城市裏去了;再唱歌,也聽不到回音鬼的和聲了,她就再也不唱歌了。
山洞長“耳朵”也好,回音也好,這都是一種聲音反射現象。聲音在傳播過程中,遇到障礙物時,會改變傳播方向。物理學把這叫做聲音的反射。反射回來的聲音叫做回聲。我國著名的四大回音建築:北京天壇的回音壁、河南的蛤蟆塔、四川的石琴和山西的鶯鶯塔都獨具匠心地利用了聲音反射原理,具有奇妙的回音效果。
例如,天壇回音壁就是一個很好的聲音反射體。它的磚牆平順堅硬而光滑,反射性能很好。
當人們在甲點講話時,聲音沿著圓形的圍牆,從一點反射到另一點,幾次反射以後,最後到達乙點。由於磚牆對聲能的吸收很少,所以,聲音在圍牆上被不斷反射不像在空氣中傳播時容易散開減弱,雖然它已經傳播了很遠的距離,到達乙點時,聽起來還很清楚。可是,當人們麵對樹林叫喊時,為什麼卻一點回音也聽不到呢?這是因為聲音遇到樹幹、樹枝、樹葉等凹凸不平的物體時,會向各個不同的方向反射。這種情況叫做聲波的散射。散射使一部分聲波能量被樹枝、樹葉吸收,返回的聲波很弱,有時還被其他方向的聲波抵消了,不能形成清晰的回聲。所以,表麵規則(如平麵)、光滑、堅硬的障礙物反射性能較好;表麵凹凸不平、粗糙、多孔的障礙物反射聲音的能力較差。
根據回聲原理,聲學專家和建築專家在建築劇場、音樂廳、演播室、電影院等時,為了取得最佳音響效果,對建築結構的形狀、大小都要精心設計,選擇好恰當的建築材料。而根據聲音反射原理製成的聲呐,與其他高科技結合在一起,在20世紀中後期已廣泛應用於海洋探測,成為國防及航海業不可缺少的“眼睛”。