声学问答——教堂混响

• 为什么大教堂（和其他大封闭空间）有很久的混响？

拍拍双手：拍击声很快消失。那么，声能哪里去了？如果旁边有打开的门窗，部分声能是从那里跑出去了。房间的其他边界会将一部分声能反射回房间，并把其余部分吸收掉。比起坚硬巨大的表面，如一堵石墙，声学瓷砖和柔软家具吸收的声能要多得多。大教堂有很好的反射墙，以及少许打开的门窗——以及不够多的靠垫儿（问问整日祈祷的人就知道）！

但还有一个重要的效应。声能存储于空气中，遇到表面即被吸收。一般地，大的厅堂有着大得多的体积-表面积比。说回来，混响时间衡量的是声音‘消逝’过程的时长。通常用来RT60表示混响时间，意为一束极短促声波衰减60分贝，或丢失99.999%声能所花的时间。（关于能量与分贝的计算，见‘什么是分贝页面’http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/dB.htm ）

华莱士·萨宾证明这种衰减是近似指数式的，并以所谓萨宾公式来计算RT60：

RT60=0.161*体积/(平均吸收系数*面积*1米)

普通房间的RT60是几分之一秒，但在一座大教堂里可以是好几秒，这是因为大教堂的大容积能储存更多声能，而声波在此并不经常碰到表面，尤其是吸声的表面。你甚至能注意到一间空房子和有家具房子的不同：家具有着大量的外表面，其中很大一部分是吸声的。值得注意的是，即使墙壁是完全反射的，混响时间也是有限的，因为有些声能会在传播过程中丢失掉。

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