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研究和创新

新技术提高了将声音反射回其源头的能力

罗利的天际线
罗利市中心的天际线在纪念钟楼后面拔地而起。

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研究人员已经开发出一种设备,它可以按照声音来自的方向反射声音,而不是以一个角度使声音偏转。这种“后反射器”可以在70度的工作范围内向任意方向反射声音,比以前的技术的有效范围增加了一倍多。

“这项技术利用了两种工程材料,”北卡罗莱纳州立大学机械和航空航天工程副教授、一篇有关这项工作的论文的共同通信作者Yun Jing说。

“第一层把入射的声波聚焦到第二层,然后第二层把声波送回它们的源头。我们的灵感来自于光学研究中使用的类似方法,但我们认为我们是第一个在声学领域使用这种技术的人。”

以前的制造反射表面的技术依赖于在材料上排列的矩形凹坑。声波会从矩形的侧面反弹到底部,然后再按原来的方向反弹回来。

“然而,使用这种方法的设计可能会很笨重,而且它们能够正确反射的角度范围相当狭窄,”Jing说。“我们的技术不仅更轻薄,而且在更大的角度范围内都很有效。”

使用新技术的原型进行的实验发现,它也是相当高效的。在0度时——当声源垂直于表面时——60%的声音被送回声源。在70度时——有效范围的极限——40%的声音被引回源。

“我们现在已经有了一个功能完整的原型,我们的下一步包括微调技术,以用于特定的应用,如医用超声波,”Jing说。“坦率地说,我们认为可能有一些我们还没有想到的应用。”

纸”,声学平面反反射器,发表在6月25日的杂志上物理评论材料.该论文的第一作者是中国南京东南大学的宋刚勇。本文共同通讯作者是东南大学的程强、崔铁军。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

“声学平面反射器”

作者:宋刚勇,程强,崔铁军,东南大学,南京;北卡罗来纳州立大学的Yun Jing

发表: 6月25日,物理评论材料

DOI: 10.1103 / PhysRevMaterials.2.065201

文摘:本文报道了一种能在宽工作角范围(0-70°)内沿入射方向有效反射声音的平面声反射器的设计、数值模拟、制作和实验测试。所提出的平面声学反射器是由两个超表面级联而成;反射面将入射光束汇聚到置于其后面的第二平面上的透射面,该平面作为反射面,将光束沿入射方向反射回来仿真和实测结果均为声反射效应提供了证据。本文提出的结构为改善医用超声、水下通信和错觉设备设计提供了一种可能的策略。

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  1. 每个人的情绪都是一样的。没有人愿意听他们吵闹恼人的音乐。我想把音乐和震动反射回这些不体贴的邻居。告诉我怎么做。

  2. 我想知道这样的设备是否可用。街对面和街上的音乐吵得我的窗户都震动了。即使戴上耳塞,我也无法避开噪音!希望能收到他们的礼物。

  3. 这是一个相当有趣的可能性。我将非常感兴趣的测试,以确定这是否有可能成为一个商业上可行的产品在这十年。对声学非常感兴趣
    平衡消除谐波干扰,而不惩罚被感知的攻击者。理想情况下,在交通繁忙的地区测试马栅,以确定分贝比是否适当下降,以保证大规模生产,如果在一个合理的价格点上,美学上可以接受和负担得起。

  4. 这个设备将提供给公众。邻居们把音乐开得那么大声,连我的家具都在震动,真让我烦透了。我想把他们的噪音还给他们。它使我的身体疼痛。我读到过,这种噪音和震动会伤害身体。

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  7. 我很想看到这项新技术被用来制造一种设备,把我邻居的音乐发回给他们。还说,该设备可以安装在汽车的后窗上,并将音乐发送到我旁边的汽车上。诸如此类。

    1. 我认为不会,除了特定的谐波相关频率。听觉效果可能是相当令人不安的,因为它可以创建一个梳子过滤器的效果,改变了听者的位置。