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据明人蒋一葵《长安客话》记述，昔日的永乐大钟，日供六僧击之，“昼夜撞击，声闻数十里，其声宏宏，时远时近，有异他钟”。如此美妙绝伦的钟声是怎么样形成的呢
从外表上可以明显看出，大钟的钟壁上下厚度不同，钟腰的厚度是94毫米，而钟口的壁厚是185毫米。测音表明，不同厚度的各个部分，都会产生相应的频率振动，发出不同的声音，而这众多分音的汇集就是一首雄伟的交响曲。
加上永乐大钟合理的合金成分比率，优雅钟声的出现就不是偶然了。明永乐大钟的成分中含铜 80.5%、锡16.4%及少量其他元素。当含锡在16%左右时，就能保证钟体强度、韧度适度，保持钟声振动的持续性；若含锡量过多或太少都会使钟声余音减短，那么就无法欣赏到永乐大钟闻声数十里的悠长钟声了。
同时还发现，永乐大钟的正下方，由一个直径4米、深0.7米的八角形地坑，它不单方便人们仰视大钟内壁，还有为钟声散音的功能，与现代舞台前乐池的声学作用异曲同工。
三管齐下方才造就了永乐大钟举世无双的完美音质。那么，明朝的能工巧匠是如何设计出这令人叫绝的声场呢
中国古钟千百年来的发展脉络有其自成一派的风格样式。中国钟的基本形状是钟声高度与口径之比在 1:0.7左右，西洋中则在1:1左右。中国钟用钟杵从外壁敲击，而西洋钟用钟舌从内部敲击，因而发出的声音比中国钟更加急促、高昂。
通过物理分析,钟声产生于撞钟引起的振动，而钟声的强弱、高低、音色主要取决于钟体的形状和材质。钟壁厚则钟声沉闷，反之清脆；钟体短而口径大则钟声消失得比较快，反之悠长。永乐大钟上端闭塞、下端钟口开放，形成钟顶小、钟腰细、钟身长、钟口外张似喇叭。当撞击时，引起钟声振动，使各分音的频率恰当，产生拍频现象。此外，成分分析的结果告示我们，永乐大钟的合金成分比率与《周礼·考工记》中的“六齐”大致相符。