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发出水声的台阶

来源:用户上传      作者: 周金花

  在河北省磁县的南边,有个“天子冢”,是东魏皇帝元善见的陵墓,旁边还有一座观音庙,香客络绎不绝。要去观音庙,就得经过一南一北两条台阶,如果从北边的台阶拾级而上,就会听到脚底下“咕咕”的冒水声;如果拍手或放鞭炮,水声也随之而来,而南边的台阶却没有。附近既没有泉眼,又没有溪水,水声究竟从何而来呢?
  这条能发出水声的台阶,让本来就有着特殊背景的千年古墓变得更加神秘,也引来人们五花八门的猜测:有人说是冤魂诅咒,有人说是神仙显灵,有人说是地理结构造成的,还有人说是当地旅游部门为了招揽游客,特意设计出来的……
  村中有位物理老师来到“天子冢”的北面台阶,察看了地况后,做出了大胆的猜测:墓底下可能是空的,人在上面行走,底下空洞的声音便反馈上来。为了证实老师的猜测,文物保护部门的有关负责人决定对“天子冢”的构造进行勘查。结果发现,“天子冢”里的墓室高度约12米,墓室外面就是封土,从台阶到中空的墓室之间,土层最厚的地方有30米。按照声学原理,隔着如此垒实的土层,人的脚步声是不可能传到中空的墓室,更不可能产生回声。
  能发出水声的台阶引起了物理学专家的注意。经过几次现场实验,专家发现了一个奇怪的现象,如果拍手的位置高出台阶两侧的扶墙,就没有水声了;在扶墙上面拍,也没有水声。于是专家初步判断,水声的产生是走路和拍手的声音经过台阶和两侧扶墙的反射形成的,也就是回声。
  众所周知,声波遇到障碍物的时候,就会反弹一部分回来,形成常见的回声,北京天坛的回音壁就是最好的证明。可是,回声也只是对原声的反弹,它是无法改变原声的。这条台阶却把脚步声变成了水声,又是什么原因呢?
  专家查阅了许多资料,发现山西普救寺里有座莺莺塔,人们只要站在塔下几个地方鼓掌,就能听到“呱呱”的青蛙叫。中科院声学所的专家经过仔细研究,发现莺莺塔的塔檐都是用青砖做的,每一层往外延伸的宽度也不一样,在塔底下鼓掌的声波通过十三层塔檐层层反射。再仔细研究回声的波形图,专家发现它的形状与青蛙叫声的波形图基本一致,于是才有了蛙叫声,专家把这种现象叫做“多层汇聚反射”。
  那么,“天子冢”北面能发出水声的台阶会不会也是这种情况呢?
  在声音探测仪的测量下,专家测定出脚步声的频率在240赫兹左右,产生的水声频率在370赫兹左右,是一个低频向高频转化的过程,到底是什么促成了这种转化?
  原来,北边的台阶是普通青砖铺垫的毛面,砖与砖之间存在着一些凹槽,从而形成了类似于琴键的排列结构,台阶两边的扶墙并非平整的墙面,而是布满了阴线做的雕刻花纹,对声音的反射产生了综合作用。不仅如此,拍手、走路都有不同的声频信号,在反射的过程中,有一部分声波被吸收掉了,形成多层汇聚反射,就变成了人们听到的水声。
  可是,为什么同时修建的南边台阶没有这种水声呢?据现场比较,南边台阶只有1米多宽,扶墙还不到1米;而北面的台阶有5米多宽,扶墙1米多高。环境的构造不同,自然声波的反射效果也不—样。
  层层谜团终于解开了,所谓的水声,不过是脚步声经多层汇聚后反射形成的回声。大自然真是充满了巧合,这种巧合也给“天子冢”这处充满历史沧桑的名胜增添了几分情趣和神秘。
  (选自《知识窗》2012年第4期,有删节)
  【思考题】
  1.本文向我们介绍了什么内容?
  2.文中多次出现问句,这有什么作用?
  3.“据现场比较,南边台阶只有1米多宽,扶墙还不到1米;而北面的台阶有5米多宽,扶墙1米多高。”此句中的“只有”能否删去?为什么?
  4.“这种巧合也给‘天子冢’这处充满历史沧桑的名胜增添了几分情趣和神秘”,“这种巧合”是指什么?
  5.结合本文,用简洁的语言说说台阶能发出水声的原因。
  (参考答案见下期二、三版中缝)
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