瑞利是首先闡明倫敦圣保羅大教堂圓屋頂中神秘的回音長廊本質(zhì)的人。在這條大長廊中,對于耳語有一種奇怪的可聞度。例如,一位朋友在長廊周圍的某處對著墻低語,沿著長廊,不管你站在哪里,你總是能夠聽到他的低語聲,說也奇怪,他愈是面對著墻和愈是接近墻,你就會愈清楚地聽到他的低語聲。
這個現(xiàn)象僅僅是直接反射和聚焦的問題嗎?瑞利為了查明真相,做了一個很大的長廊模型。他把一個哨子放在模型長廊的一個位置上,當(dāng)哨子發(fā)出的聲波沖擊蠟燭的火焰時,火焰就會搖曳如下圖(左)所示,火焰成了哨子聲的檢測器。但在如下圖(右)中所示,瑞利安置了這樣一塊狹屏之后,火焰就不再搖曳,所以屏必定以某種方式阻擋了聲波的傳送。
值得深思的是,為什么會有這樣的結(jié)果呢?
原來,由于圓屋頂?shù)谋诓粩嗟胤瓷渎暡?,因而聲波在圍繞墻壁周邊的一個窄長的帶形區(qū)域內(nèi)被增強了。如果聽的人就站在這個帶形區(qū)域內(nèi),他就可以聽到低語聲。但是進一步遠(yuǎn)離墻壁時,增強的效果就會減弱,低語聲就聽不見了。低語聲的效果比較好,是由于它與正常的講話聲相比含有更多的高頻音,而頻率越高,可以聽到的聲音的帶形區(qū)域就越寬。
一個較為現(xiàn)代的例子是美國華盛頓國會的會議院大廳的半球形屋頂。在大廳一邊輕聲耳語,在另一邊也能聽見。所以,議員們的秘密談話不止一次地被人偷聽到。
這都是因為:在一個橢圓形房間里,在一個焦點上發(fā)出的聲音會像光線那樣在另一個焦點上聚焦。這就使得人們在第二個焦點上,能聽到第一個焦點上發(fā)出的聲音。