一、回声现象 为什么通常在室内讲话比在旷野里听起来响？为什么对着较远的建筑物喊话，能听到回声？让我们一起来了解一些有关回声的知识. 1.生活中的回声
回声是声波在传播过程中遇到障碍物反射回来而形成的.声波在传播过程中，碰到大的反射面时（如山崖、高墙），声能的一部分被吸收，而另一部分声能被反射.人能够区分两个声音的最短时间为0.1s，如果障碍物离声源处较远，发出的声音经过大于0.1s的时间再回到耳畔，我们就能把回声与原声区分开，这种反射回来的声叫“回声”.当障碍物离得太近时，声波很快反射回来，回声与原声混在一起，使原声加强，在室内讲话声比在旷野里听起来响亮，就是这个缘故.
例如，始建于明代的北京天坛，有“声学三奇”的回音壁、三音石和圜丘.回音壁（图1）位于天坛公园中心稍偏南，它是皇穹宇四周的围墙.回音壁表面磨砖平滑密砌整齐，是声波很好的反射面（图2）.一个人在回音壁内侧对墙说话，声波经回音壁内表面多次反射，另一人站在回音壁内侧的任意位置，都能清楚地听到说话声，而且几乎和面对面谈话一样（图3）.
位于回音壁的圆心上的三音石，如果在这块石头上拍一下掌，掌声声波经回音壁反射，形成回声.如果用力拍手，还会出现三次以上的掌声回声（图4）.
2.回声的应用
前段时间热播的3D版电影《泰坦尼克》，描述的是1912年，英国大商船“泰坦尼克”号在赴美途中发生了与冰山相撞沉没的悲剧.为了寻找沉船，美国科学家设计并制造出一台回声探测仪，用它在船上发出声波，然后用仪器接收障碍物反射回来的声波信号.测量发出信号和接收信号之间的时间，根据水中的声速就可以计算出障碍物的距离和海的深浅.
其实，关于回声的应用，“声呐”是个典型.声呐，意思是“声音导航和测距”.有趣的是，自然界中，蝙蝠、海豚、鲸以及我国长江中下游的珍稀动物白鳍豚，都可以定向发出声波，当声波碰到物体反射形成回声，它们根据接收到的回声声波来“测算”出该物体的位置.如蝙蝠靠回声定位探测飞行中的障碍和发现昆虫（图5）.
动物启发了人类，让回声成为人类的“另一双眼”.利用回声，帮我们看清了水中的许多秘密，“看”到了鱼群，“看”到了海底，“看”到了潜艇的形状和某些特性.现在，人们使用声呐，不但测到了鱼群，而且还能分辨出鱼的种类和大小，极大地促进了渔业的发展.现代侧扫声呐能使我们看清海底地貌，连20cm的高度差都能辨别清楚.
2012年6月24日，蛟龙号载人潜水器在位于西太平洋马里亚纳海沟区域，成功下潜至7020米深度，在这个世界上最深海沟写下了目前中国载人深潜的最深纪录.蛟龙号所携带的高分辨率测深侧扫声呐系统（图6），可对海底地形地貌进行探测，还可以对水体的多种物理化学参数进行测量.该设备已作为常规调查设备多次投入实际应用，在海洋科学研究、海底矿产资源勘测和海洋工程等领域具有广泛的应用.
另外，在建大的建筑厅室（如音乐厅、电影院、剧场等）时，还得把回声作为重要的因素加以考虑.因为，声波会在封闭的室内四壁间不断地发生反射，即使在声源停止振动后，回声还会持续一段时间，这种现象叫做混响.混响时间长了，就会干扰原有的声音.混响时间短了，会给听众以单调的感觉.所以，在像电影院这样的墙壁与顶棚上，有那种带有小孔的特殊材料制成的墙砖和棚顶.这些材料与设计，是要获得适当的混响时间，控制回声.
二、声速
教室里，老师一说话，我们马上就能听到，那么声音的传播需不需要时间呢？
事例1 闷热的夏天，一阵闪电划过，过了一会儿，我们才听到雷声.
事例2 运动会上，我们看到百米赛跑的起点，发令枪的烟冒起后，才听到枪响.
事例3 听到飞机的轰鸣声，我们循着声音抬头望去，蓝天悠悠，并不见飞机.
事例4 极其震惊：中国歼20战机飞行速度可达音速三倍.
……
这些都说明，声音的传播需要时间.声速也称音速，声速是声波在介质中的传播速度.
1.测量声速
春节期间，你有可能玩过一种叫“闪光雷”的礼花吧（图7）.用它，我们可以粗略地测量声速的大小.准备几只“闪光雷”，到一片开阔的地方，一位同学拿着“闪光雷”站在离另一位同学1km的地方，准备好秒表.当看到燃爆的“闪光雷”的闪光时马上按表，听到声音时再按一次表，记下时间，就可以计算声速了.1738年，法国有几位科学家借助炮声，做了类似的实验，测定了空气中的声速为337m/s.由于当时所用的测量工具很简陋，能得到这样精确的结果，已经相当了不起了.后来，有许多实验证明声音在空气中的速度和声音本身没有关系.声速的大小随介质的性质和状态而发生变化.空气中的声速在15℃的条件下约为340m/s.不同温度时，在空气中的声速也不同.
各种温度下空气中的声速
通常，声音在液体中传播比气体中快，水中的声速约为1500m/s.声音在固体中的传播速度更快，在钢铁中可达5200m/s.
声音在人体各组织中传播时，声速也各不相同.在脂肪、肝、头盖骨中，平均声速分别为1450m/s、1549m/s和4084m/s.
2.声速的应用
声速的应用领域极其广阔.例如，海啸、台风等都是破坏性极大的自然灾害，现在人们已经掌握了利用水声进行预报工作的方法.当海底地震产生海啸时，水下会产生很大的声音.声音在海水中传播的速度约1500m/s，这要比波浪前进的速度快得多.人们在海岸边设有海啸预报站，通过置于海中的水听器（一种能接受声波的装置）收到传来的声音，就可以在海啸到来之前数小时通知沿岸居民和海上船只，使他们及早避开以减少损失.当台风形成后，台风中心海域波浪滔天，在水下也会产生很强的声音，如果在深海区的边缘，安放许多水听器，也可以提前收到台风中心的海浪声音，并且利用声速测出它的位置，这对预报台风来说，也是一种简便可靠的方法.
利用声速，还可以测量距离（图8）.2010年5月，广东南澳海域的“南澳一号”水下考古发掘，就是用声呐探测到沉船在水下的深度和周围情况的.之前，2007年12月22日，“南海一号”商船被打捞出水，这是目前发现的最大的宋代船只.我国考古队员就利用发出的声波对“南海一号”沉船进行了探测.声波在海水中的速度为1500m/s，如果探测装置发出的信号后，再到接受返回信号所花的时间是0.024s，则可计算出沉船在海面下18m深处.
