茅山军号声现象的进一步研究

• 作者: 张捷 杨政予 王新龙
• 来源期刊: 南京大学学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: 茅山军号声 周期表面 光栅 负反射
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 页码范围: 1097-1106
• 页数: 10页
• 分类号: O424
• 字数: 7867字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13232/j.cnki.jnju.2015.06.001

摘要

提出了声学负反射的概念，以解释茅山军号声现象的物理机制。首先建立平面声波在周期台阶状边界上的反射模型，利用边界扰动的方法，给出了该问题的精确解。发现在共振区域，即周期结构间距和声波波长在同一量级时，只有小部分声能沿着镜面反射的方向反射，而大部分反射声能在入射方向的同一侧。特别在满足布拉格共振条件下，一些频带内的声音能全部沿逆入射方向返回。此现象类似于光学的闪耀光栅效应，称其为声负反射。应用此概念，给出了基于衍射近似的回声频谱与实验结果不符的原因，解释了为何在台阶前广场的中轴线上能听到最响亮的军号声。军号声的6个音符是由6组台阶相继反射而产生。根据光栅反射的特点，对于给定观测点，爆炸声丰富的频率成分中只有某些特定频率才能被接收到，周期台阶的空间滤波作用使得回声不再是原来的爆炸声。进一步证明了这些频率成简单的整数比，所以最终听到的是富有节奏感的军号声。利用光栅方程和具体的台阶数据，还预测了6个音符的基频和泛频，与实验测量符合较好。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张捷	南京大学地理与海洋科学学院	259	10534	57.0	95.0
2	王新龙	南京大学声学研究所	13	32	3.0	5.0
3	杨政予	南京大学声学研究所	1	1	1.0	1.0