Kad se u hodniku vikne ili pljesne dlanovima, zvuk se brzo i kratko vrati. U pećini je slika drugačija. Eho može da se ponavlja više puta i da zvuči kao da prostor „odgovara” još neko vreme nakon što je izvor zvuka već utihnuo.
Razlog nije u tome što pećina „pojačava” glas, niti u tome što hodnik „guta” zvuk. Suština je u tome kako se zvučni talasi odbijaju od površina i koliko dugo ostaju dovoljno jaki da ih uho prepozna kao odjek. Tu presudnu razliku prave oblik prostora, veličina, materijal zidova i udaljenost između površina.
Šta je eho, a šta je odjek
Eho je ponovljeni zvuk koji stiže do uha sa dovoljno zakašnjenja da ga čujemo kao odvojen zvuk. Ako je kašnjenje kratko, mozak ga ne doživljava kao poseban „ponovni” glas, već kao odjek ili produženje prvobitnog zvuka. Zato se u akustici često razlikuju eho i reverberacija, odnosno zagušeni odjek koji se meša sa izvornim zvukom.
U običnom razgovoru te dve pojave se često mešaju. Ljudi kažu da je prostor „ehočan” i kada zapravo misle da zvuk dugo lebdi u njemu. To nije ista stvar. Eho je jasnije izdvojen, a reverberacija je rasuta i slabija, kao kada u praznoj sali pljesak ne nestane odmah nego se još kratko preliva kroz prostor.
Zašto pećina daje duži odjek
Pećina obično ima velike, nepravilne i tvrde površine. Stena slabo upija zvuk, pa se veći deo zvučne energije odbija nazad. Pošto su zidovi često udaljeni, refleksije stižu do slušaoca sa većim zakašnjenjem. Zbog toga se isti zvuk može vratiti više puta, iz različitih pravaca.
I nepravilnost ima svoju ulogu. U hodniku je prostor uzak i dug, pa se zvuk uglavnom odbija između dve bliske strane. U pećini je scena složenija, jer talasi mogu da udare u strop, pod, izdanke stene i skrivene udubljenja. To stvara više refleksija, a neke od njih se vraćaju dovoljno kasno da ih čujemo kao zasebne odjeke.
Zašto hodnik obično kratko zvuči
Hodnik je zatvoren, ali je najčešće uzak i pun stvari koje rasipaju zvuk. Tepih, vrata, garderoba, zavese ili nameštaj upijaju deo zvučne energije. Iako se zvuk i dalje odbija, on brže slabi. Zato hodnik često zvuči manje dramatično nego pećina, čak i kada je potpuno prazan.
Tu je važna i udaljenost. U uskom prostoru talas brzo dolazi do zida i još brže se vraća. Ako je povratak previše brz, uho ne registruje jasan eho, nego kraći odjek. Zbog toga hodnik može da deluje „živ”, ali ne i dubok kao pećina.
Šta oblik prostora radi zvuku
Oblik prostora određuje da li će se zvuk vratiti uredno ili će se rasuti. Ravne i paralelne površine mogu da stvaraju ponavljane refleksije, dok razuđeni oblici šalju talase u mnogo smerova. U pećini to znači da zvuk ne putuje samo jednom stazom, već se odbija od više mesta pre nego što stigne nazad.
Zato dve pećine ne zvuče isto, baš kao što ni svaki hodnik nema isti odjek. Pećina sa velikom dvoranom i tvrdim stenama može da proizvodi izraženiji eho od uskog i razgranatog podzemnog prolaza. Isto važi i za hodnik sa mekim podom i puno vrata, koji će zvučati „kraće” nego hladan, prazan hodnik sa pločicama.
Zašto je zvuk u pećini ponekad više puta ponovljen
Kada zvuk uđe u veliku pećinu, ne vraća se samo jednom. Deo talasa ide pravo nazad, deo udara u bočne strane, a deo se odbija od udaljenijih stena. Svaka od tih putanja traje drugačije dugo, pa do uha stižu odjeci u seriji. Zbog toga se ponekad čuje više slabijih ponavljanja, a ne jedan jedini povratni zvuk.
To ne znači da je svaki odraz isti. Prvi povratak je obično najjači, a naredni su slabiji jer se energija gubi pri svakom odbijanju. Ipak, ako je prostor dovoljno veliki i tvrd, ta serija može da traje znatno duže nego u hodniku, gde se zvuk brže „rasipa” u manje udaljenom okruženju.
Zabluda da pećina sama stvara eho
Česta zabluda je da eho nastaje zato što je pećina nekako posebna po sebi. Nije. Eho nastaje zbog odbijanja zvučnih talasa od površina. Pećina samo često ima uslove koji to čine mnogo uočljivijim, pa deluje kao da je sama pojava vezana baš za nju.
Isti princip može da se čuje u praznoj katedrali, podzemnoj garaži ili velikoj sportskoj hali, samo pod drugačijim uslovima. Razlika je u tome koliko zvuka zidovi upijaju, koliko je prostor velik i koliko su refleksije udaljene. Kad su ti uslovi povoljni za odbijanje, eho traje duže. Kad nisu, zvuk se brzo ugasi i ostane tek kratak trag u prostoru.
