天坛声学现象的新解释和新发现

北京天坛建于16世纪,它以宏伟庄严的建筑风格著称于世,更以其奇特的声学现象享誉世界。关于这些声学现象的科学说明最早见于1953年第2期《科学通报》上汤定元先生的文章中,40多年来,我国教科书和科学普及杂志上都以此为根据去说明天坛回音壁、三音石等的声学现象。黑龙江大学的俞文光教授、哈尔滨理工大学的贾陇生教授及国家地震局工程力学所的付正心等六位科学工作者,用现代实验仪器和测试手段到现场进行多次实验和考察,对天坛这座古老的声学建筑提出了新的解释和发现。     

天坛的回音

我国著名的四大回音古建筑,包括天坛的回音壁、三音石、"圜丘清音",山西永济普救寺莺莺塔的"普救蟾声",河南三门峡宝轮寺的"蛤蟆塔"和四川潼南大佛寺的"石磴琴声".天坛具有声学效应的建筑最终建成年代最晚,却以声学现象多、声学效果明显而位居四大声学建筑之首.它们奇妙的声学现象为天坛这座古老的神坛增添了许多情趣和神秘,也因此引起了中外学者和广大旅游爱好者的极大关注.     

中国四大回音建筑之天坛回响

自地球上产生建筑以来,建筑与声音之间便建立了某种特殊的渊源关系。西方人喜欢将美丽的建筑比喻为凝固的音乐。在古希腊的传说中,太阳神阿波罗将七弦竖琴送给了他钟爱的歌手奥尔菲斯,奥尔菲斯在一块空地上弹响动听的琴声,周围的木石闻声起舞,组合成了各式各样的建筑,而音乐中的旋律与节奏便转化成了建筑中的比例与均衡。在我国古代,智慧高超的工匠们在长期的实践中积累了丰富的经验,掌握了声学与建筑的关系,并别具匠心地将音乐融入建筑中,创造了如天坛回音壁、三音石、蛙音塔、五音桥等奇妙的音响建筑。北京天坛皇穹宇的回音壁,也许并非古…     

深海声学研究进展

水声基础研究的目的 是揭示声波在复杂海洋环境下的传播现象及物理机理,这是水声高科技装备研发与应用的基础.从深海声学规律认识及声呐应用需求出发,首先综述国外深海声学理论与实验研究进展,并简单回顾了我国水声学基础研究发展历程.过去,我国在浅海声学研究方面成果显著.1997和2012年,在第一届及第三届国际浅海声学会议上,有...     

消逝波激励的WGM光纤激光的偏振特性

研究了一种新型光纤激光器—— 消逝波激励的回音壁模式光纤激光器的偏振特性. 通过实验发现, 在两种不同的光泵浦条件下, 消逝波激励的回音壁模式光纤激光辐射具有不同的偏振特性. 当泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 回音壁模式激光只存在横电波, 激光辐射点的光电矢量偏振方向沿光纤径向, 由此形成一种特殊的径向偏振激光辐射; 当泵浦光沿光纤的近轴向泵浦时, 回音壁模式激光既存在横电波又存在横磁波, 由此形成径向和轴向混合偏振的激光辐射. 根据消逝波激励的回音壁模式光纤激光的辐射机制, 对观察到的激光偏振特性给予了合理的解释.     

莺莺塔奇特回音8种

众所周知,回音到处都有,但在莺莺塔周围击石,就能听到“咯哇”这种类似巨蛙的鸣叫,实属罕见。在特定的条件下,莺莺塔竟然成了“收音机”、“扩大器”、“窃听器”。这些前人未知的新的声学效应,是1986年普救寺修复工程开工之后,人们在莺莺塔周围发现的。我们把它归纳为莺莺塔的8种奇妙的声学效应。     

三维声学超材料的高阶拓扑态

位于"边缘的边缘"上的高阶拓扑态的发现为限制和控制光波、声波以及弹性波的传输提供了一种新思路.目前,高阶拓扑态已在二维的机械、电磁、光学、声学和弹性系统中得以实现.然而,三维声学系统中对高阶拓扑态的研究却鲜有报道.本研究针对这一现象提出了一种具有一阶表面态和二阶铰链态的三维声学超材料.该三维声学超材料可以在其布里渊区的K-H方向上形成二重简并的交线.改变超材料单胞内外耦合强度的相对大小,线性简并交线打开形成完全带隙,生成平庸型和拓扑非平庸型声学超材料.能带结构、特征频率及传输效率的分析结果表明,当内耦合强度小于外耦合强度时,带隙范围内声学超材料具有拓扑非平庸的一阶表面态和二阶铰链态;当内耦合强度大于外耦合强度时,带隙范围内声波将无法在声学超材料的任何部位传播,该声学超材料是平庸的.三维声学超材料高阶拓扑态的实现突破了二维系统的局限,在声波能量回收和高精度声传感器方面具有潜在应用前景.     

大自然的"音箱"

大自然的万籁之声,既有流泉、松涛、鸟语等让你沉醉其中,更有响山、音石、鸣沙等令人如入奇境,而后者微妙的音响效果不仅给人以听觉美的享受,还以多种奇妙的声学效应引人细究、发人深思。 音响圣地堪称奇 能弹善唱的洞穴 在秘鲁某地一山村,有个会奏乐唱歌的洞穴。清晨,洞穴发出的琴声阵阵悦耳,傍     

宁强碳质球粒陨石的穆斯堡尔谱研究

一、引言 自从1957年由联邦德国科学家R.L.Mssbauer发现低能γ射线无反冲共振和吸收现象——穆斯堡尔效应以来,Sprenkel-Segtl等人在1964年首次将这种方法用于石陨石的研究。     

我国古代的声学(一)

声音在人类生括中具有特别重要的意义.只要看看语言在人类进化和整个人类历史的以及现实的活动中所起的作用,就足以证明这一点.研究一切声音现象的物理学,就是声学.它是物理学中最早发展的一门,也是一门边缘学科.它和诸如语言学、建筑学、音乐学和电子学等等有广泛的联系.我国古代在声学方面有丰富的文化典籍,有许多卓越的发现、发明和经验总结,有些还是属于世界前列.这些都充分证明“中国是世界文明发达最早的国家之一.”     

九月话『九』

在中华民族传统文化中,九为阳数的极数,是个位数中最高的数,又称天数.于是,九成了神圣之数.凡与帝王有关的事物,多与九有关.帝王和帝位被称为”九五之尊”,封建王朝最高统治者的殿宇楼阁及所有建筑的尺度数字基本上以九为计,紫禁城、皇家园林以及行宫的大门装饰用“九路钉”,每扇门上金黄色的门钉都是横九排、竖九排,共计81个.故宫“三大殿”高度都是九丈九尺,正阳门正楼也是九丈九尺,颐和园的排云殿同样是九丈九尺高.天坛最高一层直径是九丈九尺,年殿高是九丈九尺,就连回音壁近侧的一棵柏树也没离开九,名为“九龙柏”.     

天目山有冰桌吗?

徐馨同志在浙江天目山所发现的冰桌,是一种巨砾叠置的现象,本文把它称为叠置石。叠置石是多成因的,风化、崩坍、滑坡、泥石流和冰川等作用都可形成。笔者认为天目山马哨叠置石属山洪水石流沉积物。其理由如下:     

我国古代的声学(二)

三、古代律学的发展1.律学产生的基础和它的物理意义随着原始社会进入奴隶社会,生产力和生产水平的提高,乐器有了大发展,出现了专职的音乐人员.声学也随之有了长足的进步.商代各种乐器已具有共同的音.也说明那时已有了     

声学显微镜的功能

声学显微镜实验员认为,听一次胜过看十次。他们的这一结论是有充分论据的。高频和超高频波能局部地传递到物体的深处,并能将它们的内部结构描绘出来。这一论据是从物理机械性能——密度、弹性和韧度出发的。关于声学显微镜这一概念,苏联学者早在一九四九年就已提出过。此后不久,制成了利用超声波来测试的首批声学显微镜,然而灵敏度远远不如其他种类的仪器,解决问题的能力还很低。为了圆满地完成任务,必须有一种超声装置,也就是说必须有一种高频波。诚然,这是几十年以后的事情了。一九七四年,第一架超声波显微镜终于问世了。它是由美国学者奎特研制成功的。一九七八年夏天,科学家们宣布:他们已经研制成功了一种仪器,这种仪器的测试能力不亚于光学显微镜。     

非厄米拓扑声学中新奇物态的研究进展

声波作为信息和能量的载体,在国民经济发展和国家安全建设中有着重要的作用.近些年来,声学与其他学科进行深度交叉,产生了许多新兴的研究热点.其中,非厄米拓扑声学的研究是一个快速发展的前沿领域,得到了科研人员的广泛关注.非厄米拓扑声学利用声学结构探索和发现非厄米拓扑物理的内涵,一方面,可以利用宏观经典平台较为便利地构建和表征新奇的物态;另一方面,可以加深认识并丰富声波调控的手段,以期反哺声学器件设计.本文综述了近期该领域取得的研究进展,重点介绍了非厄米性调制的声拓扑态、非厄米性单独引起的声拓扑态和声学非厄米趋肤效应三个方面的工作.最后,我们对非厄米拓扑声学研究面临的挑战作了简单讨论,并展望了未来可能的研究方向.     

河外射电喷流

近几十年,人们在研究星系活动现象时,发现了喷流现象,这对研究星系活动现象的精细结构和能量转换机制有重要意义,《河外射电喷流》一文综合介绍了这一研究课题的进展.     

理论物理学家В.Л.ГизбурГ的研究工作

1934年苏联科学院物理所发现了电子在介质中超光速运动时的发光,后来就称为瓦维洛夫——切连科夫辐射。1937年塔姆和弗兰克解释了这奇特现象的本质。三位苏联物理学家塔姆、弗兰克和切连科夫由于发现与解释了瓦维洛夫——切连科夫效应而被授予诺贝尔奖金。瓦维洛夫——切连科夫辐射是超光速光学的首例,因而在当时仿佛是孤立于所有的物理现象之外的奇特现象。所以这课题当年     

向液氢温区前进——探索高临界温度超导体

1973年,在美国加特林伯格(Gatlingburg)举行的超导电性与点阵不稳定性会议上,加瓦勒(Gavaler)和泰斯塔迪(Testardi)报告,他们先后用溅射法制成了临界温度T_c为23.2K的A15结构的Nb_3Ge。这一重大突破,使在液氢温区(20.4K)实现超导应用这一宿愿,有可能在不远的将来实现。探索高临界温度超导体(简称高T_c超导体),从1911年昂尼斯(Onnes)发现超导现象以后就开始了。当时,离实现氦气液化只有三年时间,世界上只有少数几个实验室有液体氦。所以,必须找到高T_c超导体,才能谈到超导现象的应用。研究中发现,超     

塔菲石的晶体结构

塔菲石是在1951年由B.W.安德生等发现的。他们研究的材料为一产地与产状不明的标本,自从1956年在我国某矿床中发现以后,塔菲石引起了国内外地质学者的重视。塔菲石的组成为BeMgAl_4O_8,晶体属六方晶系;密度为3.613克/厘米~3。B.W.安德生等凋定的晶胞参数为:     

液体的声致发光

声学和化学这两门看来相距很远的学科相互交叉渗透产生了声化学这门新学科,它研究在声作用下的化学现象。由于化学反应大多是在液体中进行的,因此液体在声作用下产生的各种效应也成为声化学所关心的对象,声致发光便是其一,虽然对这一效应在本质上是物理的还是化学的尚众说纷纭。