无厘头研究
科学家们发现乒乓球的另类用途
如果你被城市中低频的噪音所困扰——比如交通、飞机和其他城市的噪音，一项新的研究证明，平凡的乒乓球可以提供低成本的方法来阻隔这些噪音。
低频噪音已被证明对我们的健康有害，但也很难阻隔。它往往来自多个方向，而且不像高频噪音那样被墙壁和结构阻隔。
为了对抗低频噪音，法国里尔大学和希腊雅典国立技术大学的研究人员使用乒乓球作为赫尔姆霍兹共振器；一种专门设计用来吸收特定频率声音的容器。
这些装置以德国物理学家赫尔曼·冯·赫尔姆霍兹命名，他发明了最初的赫尔姆霍兹共振器，它们由一个空的室，就像一个乒乓球，和一个小的开口组成。
“乒乓球是众所周知的日常物品，在世界各地都有大量存在，”里尔大学物理学家罗宾·萨巴特说道。
“我们的动机是利用这些易于获取的物品创建一个低频隔音板结构。因此，乒乓球是一种经济的替代品，既具有低成本，也具有再利用的潜力。”
顾名思义，赫尔姆霍兹共振器通过共振来工作，将声波的振荡与之匹配以吸收它们。容器的容积和开口的大小决定了共振器可以吸收的声音频率。
虽然赫尔姆霍兹共振器之前已被广泛研究，但研究人员想要观察当它们合并形成声学元表面时会如何工作和相互作用；这些是专门设计来以不同方式操纵声波的材料。
研究表明，这种组合或耦合可以增加由乒乓球声学元表面吸收的共振频率。换句话说，通过使用多个赫尔姆霍兹共振器，可以阻隔更多声音。
“赫尔姆霍兹共振器具有捕获环境声波的能力，精确地达到其自然频率，并可被视为通过窄颈与其环境相连的腔体，”萨巴特说。
“这项研究的新颖之处是考虑了两个共振器之间的耦合效应，导致两个共振频率的出现。”
通过数学建模和实际实验的结合，研究人员表明，多个赫尔姆霍兹共振器之间的相互作用可以被操纵，以控制被阻隔的声音频率。
虽然没有对乒乓球阻隔特定噪音的广泛现场测试，但这些普遍和经济的物品可能被用来保护免受噪音污染和更多。
“这种元表面的潜力不仅限于声隔音，”萨巴特说。“它可以扩展到实现类似于其他元表面的各种功能。”
“这些功能包括声音聚焦、非传统声音反射、声音传输操纵等等。”
该研究已发表在《应用物理学杂志》上。
本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。