“夜半钟声到客船”蕴含哪些科学道理？

时光飞逝，已经是深秋了。古代文人和诗人每当感受到季节变化和个人经历时，总是即兴创作一首诗。例如，唐朝诗人张继在一个深秋的夜晚，在苏州城外抛锚停泊，写下了著名的《枫桥夜泊》。

月亮落了下来，啼叫着寒冷，睡在枫树和河边的钓鱼线上。

苏州城外寂寞的寒山寺，午夜钟声传到客船上。

这首绝句在我国很有名。它的意境是分散而宁静的。寂静夜晚远处的钟声引起了无数旅行者的共鸣。事实上，古代诗歌中有无数的钟意象，如“千声静，钟声犹响”，“船还在北城，钟声隐约可闻”，“树还在动，明月当空如霜”等。

著名画家严的油画《枫桥夜泊》(照片来源:)

说到这里，你有没有想过为什么古庙里的钟声如此悠扬？为什么它能从遥远的山区上传到客船上？

钟声的悦耳声音是什么？

张及时提到的寒山寺大钟早已失传。让我们以北京觉生寺的永乐大钟为例。这座钟是明朝永乐年间铸造的。虽然它比张继的时代晚了600多年，但它的形状与先秦时期的工艺技术文献《考公基》大体一致。有理由相信它与唐代的寒山寺钟相似。

永乐钟(照片来源:s.visitbeijing.com.cn)

如果你敲击永乐大钟，它又深又长的钟声可以持续70秒以上。不断的铃声总是给我们一种难以形容的平静感。悠扬的音色主要与古钟的结构形式和化学成分有关。

中国古代的大钟通常是“帽、身、腰、口”的样式，永乐大钟也不例外。研究发现，永乐大钟的上下壁厚度不同，最厚的部分是最薄部分的两倍。这种精巧的结构和尺寸设计使得时钟的振动频率非常丰富，从22 Hz到800 Hz不等。因此，低音频率增强了铃声的穿透力，而类似频率的声音将被合成为具有低频变化(约2 Hz)的节拍，使铃声呈现波动状态，给人以长时间和短时间的听觉体验。

永乐大钟的大小(根据参考文献

声波的反射和折射(作者画)

在日常生活中，你一定有这样的经历:在一个炎热的夏日午后，你和一个小伙伴站在柏油路中间。虽然你们之间的距离只有几十米，但无论小伙伴如何叫喊，你都听不清楚。这既不是小伙伴的声音不够大，也不是你的听力问题。需要“带走”的是声音的折射。

白天，由于地表温度高于高空，声音会跑到高空，在远离声源的地方很难听到声音。晚上，当表面温度低于高空时，声波会向表面偏转。一个深秋的夜晚，张继波停靠在乔峰大桥。表面温度较低，声音的折射更明显。因此，尽管他离得很远，他仍然能听到清晰的铃声。

白天(左)和晚上(右)，声音在空气中的传播路径有很大的不同(图片来源:参考[4)

参考:

周玉凯。唐诗中的寺庙钟声著.文学和历史知识，2002(12):560。

[2]田昌湖。《中国金属技术史》，[M。成都:四川科学技术出版社，1988。

钟。《铜加工技术实用手册》，[M。北京:冶金工业出版社，2007。

周心祥，于。《结构设备的噪声控制和动态设计》，[M。北京:冶金工业出版社，2014。

陈丹。在风和温度场影响下声波在空气中传播特性的研究[。长沙:国防科技大学，2009。