莺莺塔的声学之谜

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  在山西永济市普救寺的西轴线上,屹立着一座古朴秀雅的方形密檐式砖塔。该塔原名舍利塔,后因元代王实甫在《西厢记》里描写的张生与崔莺莺的爱情故事发生在这里,人们称它为莺莺塔。莺莺塔以其独特的结构和精湛的工艺而具有特殊的回音效应,堪称世界奇塔。
  
  莺莺塔建筑结构的特点
  
  莺莺塔坐落在峨嵋山塬头的土丘上,平面呈四方形,塔上壁用砖叠涩出檐13层,塔身高39.50m。底层南向辟门。内为方室,室顶砌作叠涩八角穹窿,中有一孔,可通上层。第一层以上塔身内部皆为空筒。二层以上四面辟门,但真假门相间,门顶作拱形。游人可从真门向外眺望。
  
  莺莺塔之绝艺——“普救蟾声”
  
  回音建筑在我国的文化园林中堪称绝艺。莺莺塔之所以成为我国四大回音建筑之一,首先是由于它具有特殊的声学效应——“蛙鸣”。这种效应在地方志中被称为“普救蟾声”。游人在塔的四周以石相击,即可听到从塔上传来的“咯哇!咯畦!”的蛙鸣声。几百年来,这一奇异的效应成为普救寺的一大奇观,吸引着成千上万的中外游客来此观光并为之赞叹称绝。
  莺莺塔的“蟾声”已被人们发现了几百年,可是为什么它会产生这种奇异的效应呢?其中的奥秘何在?
  普救寺莺莺塔产生蛙声回音的原因主要有三个方面:
  一是特殊的地形地貌。莺莺塔所处的地势高敞,而四周平坦又无障碍物,它可接受大范围内传来的声波。
  二是特殊的建筑结构,莺莺塔每一层塔檐挑出成内凹弧形,能把声音反射聚汇。“蛙声”就是13层塔檐反射聚汇的结果。
  三是特殊的建筑材料。莺莺塔塔身和塔檐全部用青砖叠砌而成,由于黄土高原风沙长年累月吹拂,青砖表面光滑,犹如涂了薄釉料,传来的声波几乎被全部反射,混合形成了与蛙声极为相似的声音。
  “游人石击地,蛙呜贯长空”,普救寺莺莺塔以其神奇的魅力和奇异的蛙声,给众多的游客带来了无穷的乐趣。
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作者简介 杜敏,人民教育出版社课程教材研究所编审,研究员.从事中学物理教材编写研究工作36年,多次参与教育部教学大纲制定、修订工作,参加了多套人民教育出版社物理教材编写.2000年参加教育部组织的义务教育物理课程标准和普通高中物理课程标准研制工作,是物理课标组核心成员.在人民教育出版社、课程教材研究所、物理课程教材研究开发中心编制的《课程标准义务教育实验教科书物理》和《课程标准普通高中实验教科书物