想不到,华丽的音乐厅中原来还有这些物理巧思?

2019-04-30  来源:知识就是力量
  撰文/王江山
  本文节选自《知识就是力量》杂志
  嗨,各位小伙伴好。当你参加音乐会,进入音乐厅时,你是否对舞台设计产生过疑惑?或者你有观察过音乐厅吗?我们可以音乐厅可以看作是一个“巨大的音响”,它的形状、建筑的材质、演出台的位置、摆放设计等各种因素都会对音质造成影响。
  所以,音乐厅设计要解决的核心问题是室内声场即声能的分布,要让室内不能有声音的盲点或焦点,避免某些角落的声能密度过小或过大,实际上就是解决混响和回声的问题。
  避免混响
  乐器停止发音后,声音并不会马上消失,而是伴有余音,这种现象称为“混响”。混响是由于声音在室内反射造成的,所以在音乐厅的室内布置中,要首先考虑到在房间内壁上应用吸声材料。如果内壁是粗糙柔软的吸声材质,那么混响时间会短些,如果内壁是坚硬光滑的反射材质,那么混响时间会长些。为了避免混响,音乐厅的墙壁都设计的比较粗糙,甚至座椅的材质也会应用吸声材料。


悉尼歌剧院(Sydney Opera House)内的座位、舞台等设计运用了物理学原理
(绘图/王江山)

  避免回声
  另一个需要避免的问题就是回声,产生回声的主要原因在于声音的反射体,如果反射体很平滑,那么声音会作镜面反射;如果凹凸不平,那么声音会作漫反射,同一束声线被反射到不同的方向,然后以不同的时间到达某个地方,形成混响。因此音乐厅的天花板通常设计一些避免回声的装饰,例如很多形状不规则的吊顶。


  所以,音乐厅的华丽不仅有审美的考虑,也有基于物理层面的考虑,都是为了让人们能更好地在音乐厅中欣赏音乐。以后再去音乐厅,你不妨也多欣赏一下这幢充满了物理巧思的建筑吧。

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