site logo: www.epochtimes.com

给声音定向 单向音墙有可能成为现实

人气: 11
【字号】    
   标签: tags:

【大纪元2011年05月08日讯】(大纪元记者沙莉编译报导)想像一下,一个房间里有一个乐队在演奏。房间外的人却听不到音乐,但如果有人在房间外谈话,里面的音乐家可以听到说话声。未来的材料可以弯曲声波,使声波只能以单向通过墙壁。研究人员已经证明,非线性声音弯曲材料是理论上可能实现的。

这种使声音单向通过的墙壁像是幻想,但两名意大利科学家最近使这种声音操控技术更接近现实。意大利Insubria大学非​​线性与复杂系统中心主任物理学教授卡萨提(Giulio Casati)说,“非线性使我们的世界比线性世界更加丰富。它这使我们有更多的可能性。”

卡萨提和佛罗伦萨国家研究委员会复杂系统研究所的研究员勒布里(Stefano Lepri),想出了一个意想不到的声学机制。他们的想法的灵感来自于早期的热二极管,它能够不对称地传热。他们现在设想的技术是一种具有非线性特性的物质或设备,可以以意想不到的方式弯曲声波。

从理论上讲,非线性系统将比一面反光另一面透光的单向镜子发挥得更好。警察使用的单向镜子并不是真正的单向,因为它们实际上依靠光度差异和反射作用,即一侧黑暗另一侧光亮。而非线性声学材料将只允许声音在一个方向上通过,同时阻止反向的声音。

为给声波定向,研究人员建议非对称地交替使用线​​性和强非线性材料层。材料有了正确的结构组成后,当声波从一侧进入时,它基本上被材料阻塞,然后被重新定向。卡萨提解释说,这是因为频率朝两个不同的方向偏移。俩人用数学计算结果证明,这种声学材料将来有可能成为现实。他们最近在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上发表了他们的研究结果。

卡萨提说,“物理学允许这样的声波二极管存在,这很关键,因为之前,我们不知道。”

虽然这项声学技术仍然只是理论,研究人员认为它可以实现。勒布里说非线性光子领域现在已经是非常发达。他说,“现在的问题是,同样的非线性是否可以在声学上实现,这也许不容易,但理论上有一些尝试。”

卡默是在杜克大学电气和计算机工程副教授,他的一个专长领域是工程电磁材料。“这是一个有趣的理论方案,他们谈论的材料并非完全疯狂。”卡默说,该材料的概念很容易理解,如果能成为实现将有实际的用途。“如果人们想使房间里的声音不外传,但同时希望能够听到外边的声音,它就会有大量应用。”

评论
2011-05-08 6:28 AM
Copyright© 2000 - 2016   大纪元.