·阅读· 混响

声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射,每反射一次还要被障碍物吸收一些。这样,当声源停止发声后,声波在室内要经过多次反射和吸收,最后才消失,我们就感觉到声源停止发声后声音还继续一段时间。这种现象叫做混响,这段时间叫做混响时间。混响时间的长短是音乐厅、剧院、礼堂等建筑物的重要声学特性。

对讲演厅来说,混响时间不能太长。我们平时讲话,每秒钟大约发出2~3 个单字,假定发出两个单字“物理”,设想混响时间是 3 秒,那么, 在发出“物”字的声音之后,虽然声强逐渐减弱,但还要持续一段时间( 3 秒),在发出“理”字的声音的时刻,“物”字的声强还很大。因而两个单字的声音混在一起,什么也听不清楚了。混响时间也不能太短,太短则响度不够,也听不清楚。因此需要选择一个最佳混响时间。北京科学会堂有一个学术报告厅,混响时间为 1 秒。

不同用途的厅堂,最佳混响时间也不相同,一般来说,音乐厅和剧场的最佳混响时间比讲演厅要长些,而且因情况不同而不同。轻音乐要求节奏鲜明,混响时间要短些,交响乐的混响时间可以长些。难于听懂的剧种如昆曲之类,混响时间一长,就更难于听懂,节奏较慢而偏于抒情的剧种, 混响时间则可以长些。总之,要有一定的、恰当的混响时间,才能把演奏和演唱的感情色彩表现出来,收到应有的艺术效果。北京“首都剧场”的混响时间,坐满观众时为 1.36 秒,空的时候是 3.3 秒。这是因为满座时, 被吸收的声音多了,所以混响时间缩短,上面所说的最佳混响时间就是指满座时的混响时间。

高级的音乐厅或剧场,为了满足不同的要求,需要人工调节混响时间。其中一种办法是改变厅堂的吸声情况。在厅堂内安装一组可以转动的圆柱体,柱面的一半是反射面,反射强、吸声少;另一半是吸声面,反射弱、吸声多。把反射面转到厅堂内表面,混响时间变长;反之,把吸声面转到厅堂内表面,混响时间变短。

处理好不同建筑物的声音效果,取得好的音质,这是一门很重要的学问,叫做建筑声学。上面介绍的混响只是其中的点滴,希望能引起同学们对声学的兴趣,钻研这门与我们生活关系密切的科学。

① 仿生学是最近几十年发展起来的一门新学科。它研究各种生物系统具有的功能原理和作用机理,以便在技术设计中利用这些原理和机理,制造出更好的新型仪器和机器。