天坛第一声学奇迹是回音壁。回音壁是一个圆环形的围墙，高约3.72 m，直径61.5 m。在回音壁内的圆形场地上，偏北有一座圆形的建筑物叫“皇穹宇”，它与回音壁内壁间的最短距离是2.5 m；同时东西对称地盖着两座房屋。人们一进回音壁，往往第一件事便是与同伴贴着围墙作远距离的耳语。人们讲悄悄话，一般在6 m以外就听不见。而在回音壁边上讲，传播却要远得多。即使你和同伴分别在直线距离为45 m的甲、乙两处轻声对话，彼此还听得清清楚楚，就像同伴在跟前与你说话一般。 这个声学奇迹是怎样形成的呢？原来语音的波长只有10~300 cm，比回音壁半径要小得多，因此在这种场合下可以认为声波是直线前进的。语音在甲、乙两处之间传播，一部分以束状沿围墙连续反射前进，全程有129 m；一部分沿直线直接通过空气传播，全程才45 m。因为墙面相当坚硬光洁，对声音的吸收小，是声音的优良反射体；而且在回音壁的具体条件下，声波沿墙面连续反射都是全反射，没有穿入墙体内部发生折射的部分，所以声音在传播中衰减很小。两个人在甲、乙两处发出轻声细语，通过墙面传播的声波，尽管走了129 m，对方还能听清楚，就像打电话一样。而直接经过空气传播的声波却衰减很快，只走6 m就消失了，根本传不到45 m外的对方耳朵里。这就是神秘的回音壁的声学原理。