Šepotová klenba

Šepot klenba nebo šepot galerie je hovorově místem, kde se lidé mohou mluvit, komunikovat nebo se navzájem slyší přes neobvykle velké vzdálenosti pomocí fyzikálních jevů.

popis

Příčinou mohou být různé fyzické účinky:

Přenos zvuku se dvěma parabolickými zrcátky
  • Řečník a posluchač jsou v ohniscích zarovnaných, parabolických „zvukových zrcadel“ (viz obrázek). Malá reflexní plocha o průměru 2 m je dostatečná pro přenos měkkých mluvených slov na vzdálenost přibližně 40 m. Zvuk nelze slyšet mimo dva ohniska. V zásadě je tato struktura akustickým rádiovým spojením, které z. B. se používá ve vědeckých centrech k prokázání funkce šepotových trezorů v eliptických místnostech.
  • Řečník a posluchač jsou v ohniskových osách místnosti s eliptickým půdorysem nebo, ještě lépe, v ohniskových bodech revolučního elipsoidu . V těchto případech jsou všechny zvukové vlny vycházející z reproduktoru odráženy stěnami budovy takovým způsobem, že se znovu spojí v druhém ohnisku u posluchače. V minulosti měl tento efekt v katedrále Agrigento na Sicílii zvláštní význam: uvnitř má tvar revolučního elipsoidu a v jednom z ústředních bodů je umístěna zpovědnice. Výsledkem bylo, že přiznání bylo jasně slyšitelné pro ostatní lidi v jiném bodě místnosti, což vedlo k určitému rozporu.
  • Reproduktor a posluchač jsou v kupole v zrcadlených polohách vzhledem k jejich středu. Polokulová kupole je speciální případ elipsoidu, ve kterém se oba ohniskové body spojují ve středu. Řečník stojící uprostřed proto slyší svůj vlastní hlas odrážející se neobvyklou hlasitostí. Když se reproduktor vzdaluje od středu kopule, zvukové vlny se odrážejí od stěn do bodu ve stejné vzdálenosti od středu na opačné straně kopule. To v zásadě umožňuje komukoli, kdo stojí v takové kupoli, vést rozhovor s partnerem na druhé straně, a to je také možné pro mnoho různých rozhovorů současně. Efekt však s rostoucí vzdáleností od středu kopule slábne, protože pak se ve sbíhajících se zvukových frontách stále více objevují fázové rozdíly. Mimochodem, tento jev míval negativní účinky ve Statuary Hall ve Washingtonu, protože poslanci různých stran byli v této místnosti nežádoucími „šeptajícími partnery“.
Wilhelmina šeptající galerie s cedulí a experimentujícím návštěvníkem
  • Řečník a posluchač jsou v klenuté chodbě nebo blízko zdi kupole. Pokud někdo mluví proti zakřivené stěně, zvuk se postupně a jemně shromažďuje prostřednictvím více odrazů a směřuje ve směru rovnoběžném s povrchem stěny. Normální, trojrozměrné šíření zvuku s typickým poklesem hlasitosti se čtvercem vzdálenosti je tímto efektem omezeno. V klenuté chodbě vytváří dodatečný zvukový odraz od podlahy a stropu jakýsi „akustický vlnovod“. V tomto případě, čím větší je vzdálenost, zvuková energie není distribuována po rostoucí ploše přední strany zvuku, takže vlna méně slabne a může podle toho pokračovat v běhu. Tento mechanismus neklade velké nároky na homogenitu a hladkost zakřivené stěny a vytváří např. B. šeptající galerie na chodníku maurské zahrady Wilhelmy .
  • Reproduktor a posluchač jsou blízko hladké stěny, která je uvnitř homogenní. Pokud zvuk narazí na zeď pod určitým úhlem, může vzniknout takzvaná Rayleighova vlna . Tento typ vln byl teoreticky předpovězen pozdějším lordem Rayleighem pro rozhraní bez stresu a experimentálně předveden v kupole katedrály svatého Pavla v Londýně. Tento typ akustické vlny se pohybuje přímo na rozhraní mezi zdí a vzduchem a může také vznikat na zcela plochých nebo konvexních površích, takže výsledný efekt není omezen na klenbu. Intenzita Rayleighovy vlny rychle klesá kolmo ke stěně v závislosti na frekvenci zvuku, přičemž podstatná část zvukové energie je koncentrována ve vzdálenosti stěny, která je menší než vlnová délka zvuku (např. 0,3 m pro 1000 Hz nebo 3 m pro 100 Hz ve vzduchu). Výsledkem je, že poměrně vysoké frekvence šeptání jsou vedeny zvláště blízko ke zdi a neseny odpovídajícím způsobem daleko, z čehož původně pochází název „Whisper Gallery“. Slavná šeptající galerie katedrály sv. Pavla umožňuje prostřednictvím tohoto efektu šeptat konverzaci po celé galerii, která má průměr 32 m.

Příklady šeptaných trezorů nebo galerií

Individuální důkazy

  1. ↑ Hörgarten v Oldenburgu
  2. ↑ Jearl Walker: The Flying Circus of Physics. R. Oldenbourg Verlag, Mnichov 1996, ISBN 3-486-23726-8 , s. 21-22.
  3. ↑ článek v New York Times o šeptající galerii Statuary Hall ve Washingtonu z roku 1892
  4. ↑ Popis šeptající galerie v knize „Létající cirkus fyziky“
  5. ↑ Krátký článek o šeptající galerii katedrály Saint Pauls v časopise „nature“ z roku 1921
  6. ↑ Hörgarten v Oldenburgu
  7. ^ Popis galerie šeptání na stránce Wilhelma
  8. ↑ Šepotový trezor v Görlitz

literatura

  • Emil Jochmann: Nástin experimentální fyziky: pro použití ve výuce na vysokých školách a pro samostudium. Verlag der Springersche Buchhandlung - Max Winckelmann, Berlín 1874, s. 115. (books.google.de)
  • Christoph Metzger: Architektura a reakce. Jovis Verlag, Berlin 2015, ISBN 978-3-86859-270-2 .
  • Jearl Walker: Létající cirkus fyziky. R. Oldenbourg Verlag, Mnichov 1996, ISBN 3-486-23726-8 .