Hvisk hvælving

En hvisken hvælving eller et hviskegalleri er i almindelighed et sted, hvor folk kan tale, kommunikere eller høre hinanden over en usædvanlig stor afstand gennem fysiske effekter.

beskrivelse

Forskellige fysiske virkninger kan være årsagen:

Lydtransmission med to parabolske spejle
  • Højttaler og lytter er i fokus for justerede, parabolske "lydspejle" (se billede). Den lille reflekterende overflade med en diameter på 2 m er tilstrækkelig til at transmittere bløde talte ord over en afstand på ca. 40 m. Lyden kan ikke høres uden for de to knudepunkter. I princippet er denne struktur et akustisk radiolink, der z. B. bruges i videnskabscentre til at demonstrere funktionen af ​​hviskenhvælv i elliptiske rum.
  • Højttaleren og lytteren befinder sig i brændpunktet i et rum med en elliptisk grundplan eller, endnu bedre, i fokuspunkterne for en ellipsoid af revolution . I disse tilfælde reflekteres alle lydbølger fra højttaleren af ​​bygningsvæggene på en sådan måde, at de genforenes i det andet brændpunkt ved lytteren. Tidligere, i katedralen i Agrigento på Sicilien, havde denne effekt en særlig betydning: indeni har den form af en ellipsoid af revolution, og en tilståelsesmand var placeret der i et af kontaktpunkterne. Som et resultat var tilståelsen tydeligt hørbar for andre mennesker på et andet tidspunkt i lokalet, hvilket førte til en vis uoverensstemmelse.
  • Højttaleren og lytteren er i en kuppel i spejlede positioner i forhold til deres centrum. Den halvkugleformede kuppel er et specielt tilfælde af en ellipsoid, hvor begge knudepunkter forenes i midten. En højttaler, der står i midten, hører derfor sin egen stemme ekko ved en usædvanlig lydstyrke. Når højttaleren bevæger sig væk fra midten af ​​kuplen, reflekteres lydbølgerne fra væggene til et punkt lige langt fra centrum på den modsatte side af kuplen. I princippet gør det det muligt for enhver, der står i en sådan kuppel, at have en samtale med en partner på den anden side, og dette er også muligt for mange forskellige samtaler på samme tid. Effekten svækkes dog med stigende afstand fra kuppelens centrum, fordi der i stigende grad er faseforskelle i de konvergerende lydfronter. I øvrigt havde dette fænomen tidligere negative virkninger i Statuary Hall i Washington, da parlamentsmedlemmer fra forskellige partier uønsket var "hviskende partnere" i dette rum.
Wilhelmas hviskende galleri med et skilt og en eksperimenterende besøgende
  • Højttaleren og lytteren er i en buet korridor eller tæt på væggen til en kuppel. Hvis nogen taler mod den buede væg, samles lyden gradvist og forsigtigt gennem flere refleksioner og ledes i en retning parallelt med vægoverfladen. Den normale, tredimensionelle lydudbredelse med det typiske fald i volumen med afstandens firkant er begrænset af denne effekt. I en buet korridor skaber den ekstra lydreflektion fra gulv og loft en slags “akustisk bølgeleder”. I dette tilfælde, jo større afstand distribueres lydenergien ikke over et stigende område af lydfronten, så bølgen svækkes mindre og kan fortsætte med at køre i overensstemmelse hermed. Denne mekanisme stiller ikke store krav til homogeniteten og glatheden af ​​den buede væg og producerer f.eks. B. det hviskende galleri i gangbroen i Wilhelmas mauriske have .
  • Højttaler og lytter er tæt på en glat væg, der er homogen indeni. Hvis lyden rammer væggen i en bestemt vinkel, kan der opstå en såkaldt Rayleigh-bølge . Denne type bølge blev teoretisk forudsagt af den senere Lord Rayleigh for stressfri grænseflader og eksperimentelt demonstreret i kuppelen i St. Paul's Cathedral i London. Denne type akustiske bølger bevæger sig direkte ved grænsefladen mellem væg og luft og kan også opstå på helt flade eller konvekse overflader, så den resulterende effekt ikke er begrænset til en hvælving. Intensiteten af ​​en Rayleigh-bølge falder hurtigt vinkelret på væggen som en funktion af lydfrekvensen, hvorved en væsentlig del af lydenergien koncentreres inden for en vægafstand, der er mindre end lydens bølgelængde (f.eks. 0,3 m ved 1000 Hz eller 3 m ved 100 Hz i luft). Som et resultat føres de forholdsvis høje hviskefrekvenser særligt tæt på væggen og føres tilsvarende langt, det er her navnet "Whisper Gallery" oprindeligt kommer fra. Det berømte hviskende galleri i St. Paul's Cathedral muliggør en hvisket samtale gennem denne effekt langs hele galleriet, som har en diameter på 32 m.

Eksempler på hviskede hvælvinger eller gallerier

Individuelle beviser

  1. ↑ Hörgarten i Oldenburg
  2. ↑ Jearl Walker: Det flyvende cirkus af fysik. R. Oldenbourg Verlag, München 1996, ISBN 3-486-23726-8 , s. 21-22.
  3. ↑ artikel i New York Times om det hviskende galleri i Statuary Hall i Washington fra 1892
  4. ↑ Beskrivelse af et hviskende galleri i bogen "The Flying Circus of Physics"
  5. ↑ En kort artikel om det hviskende galleri i Saint Pauls Cathedral i magasinet "nature" fra 1921
  6. ↑ Hörgarten i Oldenburg
  7. ^ Beskrivelse af hviskegalleriet på Wilhelma-siden
  8. ↑ Hvisk hvælving i Görlitz

litteratur

  • Emil Jochmann: Oversigt over eksperimentel fysik: til brug i undervisning ved højere uddannelsesinstitutioner og til selvstudium. Verlag der Springersche Buchhandlung - Max Winckelmann, Berlin 1874, s. 115. (books.google.de)
  • Christoph Metzger: Arkitektur og reaktion. Jovis Verlag, Berlin 2015, ISBN 978-3-86859-270-2 .
  • Jearl Walker: Det flyvende cirkus af fysik. R. Oldenbourg Verlag, München 1996, ISBN 3-486-23726-8 .