圜丘壇在天壇南部，是皇帝冬至日祭天的地方，故又稱「祭天台」、「拜天台」。始建於明嘉靖九年（1530年），按照南京式樣建造，用藍色琉璃磚砌成。清乾隆十四年（1749年）擴建，欄板、望柱改用漢白玉，壇面鋪石用文葉青石。
壇為露天三層圓形，象徵天。它為三層漢白玉雕砌的露天圓台，壇面、欄板、欄柱為艾葉青石雕成，兩道外方里圓的圍牆象徵著「天圓地方」。由於是祭天壇，圜丘的整個結構是對數學的巧妙運用，壇面、台階、欄杆的石制構件，都取九或九的倍數，即陽數，用以象徵天。壇中心的圓形石板，叫天心石，站在上面高喊或發出敲擊聲，周圍即起迴音，自己聽起來聲音很大，好似一呼百應。古代把一、三、五、七、九單數稱為「陽數」，又叫「天數」，而九則是陽數之極。所以，圓丘的層數、台面的直徑、墁砌的石塊、四周的欄板均用天數，表示天體至高至大。壇圓形三層，最高一層台面直徑是九丈，名「一九」；中間一層十五丈，名「三五」；最下一層二十一丈，名「三七」。
第一層台面中央嵌一塊圓形石板，叫「天心石」。站在天心石上高呼，迴音很大，好似一呼百應。四周圍繞有九重石塊，第一圈是九塊扇形板，為一重；第二四十八塊，為第一圈的倍數，爾後依次按九的倍數遞加，至第九圈為八十一塊，稱九重。每層四面有台階，各九級。一層欄板七十二塊，二層一百零八塊，三層一百八十塊，共三百六十塊，正合周天三百六十度。
圜丘外面有兩重譴牆，均為藍琉璃筒瓦通脊頂，牆身塗朱。內牆是圓形，四面各有欞星門，都是六柱三門。內牆外面東南有燔柴爐一個、瘞坎一個、燎爐五個、西南有三個燈杆。外牆是方形，在東、西門的左、右，各設一個燎爐。北門外是皇穹宇，東門外東北角有神庫、神廚各五間，林亭一個，祭器庫、樂器庫、棕薦庫各三間。又東有宰牲亭、林亭一個。譴外內壇牆有四個門，東叫「泰元」，南叫「昭亨」，西叫「廣利」，北叫「成貞」。昭亨門外東、西還各有一座石坊，由於祭天是在黎明前進行，燈竿高懸大燈籠，名曰「天燈」，用來照明。同時在各個燎爐焚燒松柏木、檀香木，香煙繚繞，火光可以照亮全壇，儀式非常隆重壯觀。
站在圜丘台中間的圓心石上輕輕喚一聲，就立即從四面八方傳來回聲，好似眾人齊鳴，一呼百應。封建帝王附會說這是皇天上帝在向凡人發出「聖諭」。其實，這種現象是聲波被阻的迴音。從圓心石發出的聲波傳到四周的石欄以後，就同時從四周迅速反射回來，聲波振動較大；又由於圜丘壇的半徑較短，所以回聲很快。據測試，從發音到聲波返回到圓心的時間，總共只有0.07秒，所以站在圓心石上的人聽起來，聲音格外響亮。因此，圜丘壇上的圓心石又稱為「億兆景從石」。
[論文材料：圜丘的聲學原理]
壇為露天三層圓形，象徵天。它為三層漢白玉雕砌的露天圓台，壇面、欄板、欄柱為艾葉青石雕成，兩道外方里圓的圍牆象徵著「天圓地方」。由於是祭天壇，圜丘的整個結構是對數學的巧妙運用，壇面、台階、欄杆的石制構件，都取九或九的倍數，即陽數，用以象徵天。壇中心的圓形石板，叫天心石，站在上面高喊或發出敲擊聲，周圍即起迴音，自己聽起來聲音很大，好似一呼百應。古代把一、三、五、七、九單數稱為「陽數」，又叫「天數」，而九則是陽數之極。所以，圓丘的層數、台面的直徑、墁砌的石塊、四周的欄板均用天數，表示天體至高至大。壇圓形三層，最高一層台面直徑是九丈，名「一九」；中間一層十五丈，名「三五」；最下一層二十一丈，名「三七」。
第一層台面中央嵌一塊圓形石板，叫「天心石」。站在天心石上高呼，迴音很大，好似一呼百應。四周圍繞有九重石塊，第一圈是九塊扇形板，為一重；第二四十八塊，為第一圈的倍數，爾後依次按九的倍數遞加，至第九圈為八十一塊，稱九重。每層四面有台階，各九級。一層欄板七十二塊，二層一百零八塊，三層一百八十塊，共三百六十塊，正合周天三百六十度。
圜丘外面有兩重譴牆，均為藍琉璃筒瓦通脊頂，牆身塗朱。內牆是圓形，四面各有欞星門，都是六柱三門。內牆外面東南有燔柴爐一個、瘞坎一個、燎爐五個、西南有三個燈杆。外牆是方形，在東、西門的左、右，各設一個燎爐。北門外是皇穹宇，東門外東北角有神庫、神廚各五間，林亭一個，祭器庫、樂器庫、棕薦庫各三間。又東有宰牲亭、林亭一個。譴外內壇牆有四個門，東叫「泰元」，南叫「昭亨」，西叫「廣利」，北叫「成貞」。昭亨門外東、西還各有一座石坊，由於祭天是在黎明前進行，燈竿高懸大燈籠，名曰「天燈」，用來照明。同時在各個燎爐焚燒松柏木、檀香木，香煙繚繞，火光可以照亮全壇，儀式非常隆重壯觀。
站在圜丘台中間的圓心石上輕輕喚一聲，就立即從四面八方傳來回聲，好似眾人齊鳴，一呼百應。封建帝王附會說這是皇天上帝在向凡人發出「聖諭」。其實，這種現象是聲波被阻的迴音。從圓心石發出的聲波傳到四周的石欄以後，就同時從四周迅速反射回來，聲波振動較大；又由於圜丘壇的半徑較短，所以回聲很快。據測試，從發音到聲波返回到圓心的時間，總共只有0.07秒，所以站在圓心石上的人聽起來，聲音格外響亮。因此，圜丘壇上的圓心石又稱為「億兆景從石」。
[論文材料：圜丘的聲學原理]
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